Lezione 05 - Selective Repeat e accesso al canale

Data: mercoledì 5 marzo 2025 · Fonte: slide del corso Internet, UniPD (L04, L05)

Argomenti trattati

1. Selective Repeat: finestra di ricezione uguale a quella di trasmissione, ACK selettivi, solo il frame perso è ritrasmesso; tempo totale di trasmissione, utilizzazione e confronto con S&W e GBN al variare di $p$ e della capacità del tubo.
2. Dimensione ottima del frame in Selective Repeat: goodput in funzione della lunghezza $x$, derivata e $x_{ott}$; frame corti sui canali con errori.
3. Considerazioni sulle prestazioni ARQ e usi nei protocolli reali (5G, TCP, Wi-Fi).
4. Protocolli di accesso al canale, parte 1: tassonomia dei protocolli MAC; accesso casuale; ALOHA puro e slotted ALOHA (algoritmo, tempo vulnerabile); CSMA e le varianti 1-persistent, non persistent, p-persistent.

Teoria

• Protocolli ARQ - Stop-and-Wait, Go-Back-N e Selective RepeatARQ (Automatic Repeat reQuest) rende affidabile un collegamento che sbaglia: il ricevitore conferma (ACK) i frame ricevuti bene, il trasmettitore ritrasmette allo scadere del timeout. Servono timeout (contro il deadlock) e numeri di sequenza (contro i duplicati). Con $t_G=t_F+2\tau_p+t_A$ e probabilità di errore $p$: Stop-and-Wait $\rho=\frac{t_F(1-p)}{t_G}$; Go-Back-N con finestra $N\ge t_G/t_F$ $\rho=\frac{1-p}{1+(N-1)p}$; Selective Repeat $\rho=1-p$. Efficienza $\eta=\rho,I/F$. La finestra ottima è la capacità del tubo in pacchetti. In Selective Repeat esiste anche una lunghezza ottima del frame: con overhead $o$ e probabilità di errore sul bit $P_b$, $x_{ott}\simeq\frac o2+\sqrt{o/P_b}$ (frame più corti se il canale sbaglia di più).Protocolli ARQ - Stop-and-Wait, Go-Back-N e Selective Repeat → — Selective Repeat e dimensione ottima del frame
• Protocolli di accesso multiplo - ALOHA e CSMAQuando più stazioni condividono lo stesso mezzo serve un protocollo di accesso (MAC) che decida chi trasmette. Accesso casuale: ALOHA puro (si trasmette subito, tempo vulnerabile $2t_F$), slotted ALOHA (si parte solo a inizio slot, vulnerabile $t_F$), CSMA (si ascolta prima di parlare, vulnerabile $\tau_p$) con le varianti 1-persistent, non persistent e p-persistent, CSMA/CD (rileva la collisione mentre trasmette: serve $t_F\ge2\tau_p$, quindi un frame minimo) e CSMA/CA del Wi-Fi (IFS, finestra di contesa con backoff esponenziale, ACK, RTS/CTS e NAV). Accesso controllato: prenotazione, polling, token. Canalizzazione: FDMA, TDMA, OFDMA, CDMA, SDMA.Protocolli di accesso multiplo - ALOHA e CSMA → — accesso casuale, algoritmi

Esercizi collegati

• Esercizio - Go-Back-N su ogni collegamento con finestre 15 e 6 e confronto con stop-and-wait
• Esercizio - ALOHA puro e slotted

Lezione precedente: Lezione 4 · Controllo di errore, Stop-and-Wait e Go-Back-N · Lezione successiva: Lezione 6 · Accesso al canale, code e prestazioni