Lezione 1 – Introduzione al MAC
wireless
Protocolli avanzati di rete
Modulo 3 - Wireless network
Unità didattica 3 - Medium Access Control (MAC)
Ernesto Damiani
Università degli Studi di Milano
Obiettivi del livello MAC
• Il livello MAC ha l’obiettivo di definire come un
utente accede a un canale quando ne ha bisogno
– Accesso casuale: ALOHA e CSMA
– Accesso ordinato: token bus e token ring
– Accesso deterministico: FDMA, TDMA e CDMA
– Combinazioni: TDMA su FDMA, TDD-CDMA e
TDMA/CSMA
ALOHA
• Un tipo di rete radio a pacchetti
• La prima rete wireless
• Molto semplice, ma non efficiente!
• Varianti:
– ALOHA puro: ogni volta che vuole, invia il pacchetto
– ALOHA slotted: ulteriore asso dei tempi diviso in slot
CSMA (Carrier Sensing Multiple Access)
Prima dell’invio, rileva la portante
Ritardo dei MAC ad accesso casuale
Il problema dei nodi nascosti
CSMA ha un problema: quando due nodi sono
troppo distanti, è difficile rilevare la portante
CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with
Collision Avoidance)
Accesso multiplo tramite rilevamento della
portante senza collisioni
• il mittente prima rileva la portante
• poi invia la richiesta di invio (RTS, Request To
Send) al destinatario
• il destinatario invia la comunicazione di via libera
(CTS, Clear To Send) al mittente
• e infine avviene l’invio del pacchetto di dati
Protocollo RTS/CTS/ACK
Tecniche MAC ordinate
• Un protocollo token-ring o token-bus può essere
applicato a una rete wireless?
• Problemi:
– mobilità (i nodi possono unirsi all’anello o lasciarlo)
– perdita di token
MAC deterministici
• Richiesta di un canale a un punto di controllo
– per migliorare il tempo di risposta e di throughput
quando il traffico è pesante
 equità (fairness), niente starvation
– per garantire la larghezza di banda richiesta
 QoS garantita
• Esempi
– FDMA, TDMA, CDMA
MAC in modalità mista
Esempio : CSMA/TDMA
• Con carico basso  CSMA
• Con carico più elevato  TDMA
• Difficoltà:
– un buon meccanismo di arbitraggio
Confronti e riassunto
• Accesso casuale: CSMA
– con carico basso: tempo di risposta rapido
– con carico elevato: il throughput diminuisce
– semplicità
• Protocolli deterministici: TDMA, FDMA
– larghezza di banda garantita
– ritardo medio superiore
– varianza di ritardo lieve
• Ibridi: CSMA/TDMA
– overhead maggiore, adattivo
FINE