CSMA gegen ALOHA
Aloha ist ein einfaches Kommunikationsschema, das ursprünglich von der University of Hawaii für die Satellitenkommunikation entwickelt wurde. Beim Aloha-Verfahren überträgt jede Quelle in einem Kommunikationsnetz Daten jedes Mal, wenn ein Rahmen zu übertragen ist. Wenn der Rahmen das Ziel erfolgreich erreicht, wird der nächste Rahmen übertragen. Wenn der Rahmen am Ziel nicht empfangen wird, wird er erneut gesendet. CSMA (Carrier Sense Multiple Access) ist ein Media Access Control (MAC)-Protokoll, bei dem ein Knoten Daten nur dann auf einem gemeinsam genutzten Übertragungsmedium überträgt, nachdem er überprüft hat, dass kein anderer Datenverkehr vorhanden ist.
Aloha-Protokoll
Wie bereits erwähnt, ist Aloha ein einfaches Kommunikationsprotokoll, bei dem jede Quelle im Netzwerk Daten überträgt, wann immer sie einen zu übertragenden Rahmen hat. Wenn der Frame erfolgreich übertragen wurde, wird der nächste Frame übertragen. Wenn die Übertragung fehlschlägt, sendet die Quelle denselben Rahmen erneut. Aloha funktioniert gut mit drahtlosen Übertragungssystemen oder Halbduplex-Zwei-Wege-Verbindungen. Wenn das Netzwerk jedoch komplexer wird, wie beispielsweise ein Ethernet mit mehreren Quellen und Zielen, das einen gemeinsamen Datenpfad verwendet, treten Probleme aufgrund von Kollisionen von Datenrahmen auf. Wenn das Kommunikationsvolumen zunimmt, wird das Kollisionsproblem schlimmer. Dies kann die Effizienz eines Netzwerks verringern, da kollidierende Frames zu Datenverlusten in beiden Frames führen. Slotted Aloha ist eine Verbesserung des ursprünglichen Aloha-Protokolls, bei dem diskrete Zeitschlitze eingeführt wurden, um den maximalen Durchsatz zu erhöhen und gleichzeitig Kollisionen zu reduzieren. Dies wird dadurch erreicht, dass Quellen nur zu Beginn eines Zeitschlitzes senden dürfen.
CSMA-Protokoll
CSMA-Protokoll ist ein probabilistisches MAC-Protokoll, bei dem ein Knoten verifiziert, dass der Kanal frei ist, bevor er auf einem gemeinsam genutzten Kanal wie einem elektrischen Bus sendet. Vor dem Senden versucht der Sender zu erkennen, ob ein Signal von einer anderen Station im Kanal vorhanden ist. Wenn ein Signal erkannt wird, wartet der Sender, bis die laufende Übertragung beendet ist, bevor er erneut zu senden beginnt. Dies ist der „Carrier Sense“-Teil des Protokolls. „Mehrfachzugriff“definiert, dass mehrere Stationen Signale auf dem Kanal senden und empfangen und eine Übertragung von einem einzelnen Knoten im Allgemeinen von allen anderen Stationen empfangen wird, die den Kanal verwenden. Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) und Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance (CSMA/CA) sind zwei Modifikationen des CSMA-Protokolls. CSMA/CD verbessert die Leistung von CSMA, indem es eine Übertragung stoppt, sobald eine Kollision erkannt wird, und CSMA/CA verbessert die Leistung von CSMA, indem es die Übertragung um ein zufälliges Intervall verzögert, wenn der Kanal belegt ist.
Unterschied zwischen CSMA und ALOHA
Der Hauptunterschied zwischen Aloha und CSMA besteht darin, dass das Aloha-Protokoll vor der Übertragung nicht versucht festzustellen, ob der Kanal frei ist, sondern das CSMA-Protokoll überprüft, ob der Kanal frei ist, bevor Daten übertragen werden. Somit vermeidet das CSMA-Protokoll Kollisionen, bevor sie auftreten, während das Aloha-Protokoll erkennt, dass ein Kanal belegt ist, erst nachdem eine Kollision auftritt. Aus diesem Grund eignet sich CSMA besser für Netzwerke wie Ethernet, wo mehrere Quellen und Ziele denselben Kanal verwenden.
