Friday, November 16, 2007

"Homework 11/10/2007"

In the talk, we introduced the evolution of contention based protocols:

1. ALOHA 2. CSMA (Carrier Sense Multiple Access) 3. CSMA/CD (collision detection) -> IEEE 802.3 (Ethernet, 100M, 1Gbps)

Problem 1. Why does Pure Aloha perform worse than Slotted Aloha?

Pure Aloha : unslotted Aloha: 較簡單,非同步,封包不會等到在slot的開頭才傳送,會增加碰撞的機率P(success by given node) = P(node transmits) .
P(no other node transmits in [p0-1,p0] .
P(no other node transmits in [p0-1,p0]
= p . (1-p) . (1-p)
P(success by any of N nodes) = N p . (1-p) . (1-p)
… choosing optimum p as n -> infty ...
= 1/(2e) = .18

Slotted Aloha : 時間分割成等長的slot,節點在下一slot的開頭就傳送封包,如果發生碰撞:以p的機率重送封包直到成功為止,假設有N個節點要傳送封包,每個slot以p的機率傳送封包
,成功傳送的機率S 為
單一節點: S= p (1-p)(N-1)
任意N節點 S = Prob (單一傳送) = N p (1-p)(N-1)
… choosing optimum p as n -> infty ...
= 1/e = .37 as N -> infty
最佳情況:37%頻道使用率

Problem 2. According to Textbook pp. 2-48~2-51, why does 1-persistent CSMA have lower throughput than non-persistent CSMA when generated traffic rate is higher than 1 (G>1)? Why does 1-persistent CSMA have shorter latency than non-persistent CSMA?

1-Persistent CSMA : 先偵測通道是否有載波,若是沒有立刻送出 frame  若偵測到有其他機器在使用通道,則持續偵測下去,等候到通道閒置時立刻傳送 frame。  送出 frame之後,等候接收端的 ACK,若未收到 ACK,表示有碰撞發生若發生碰撞,必須等候一段隨機的時間,再重新傳送

Non-Persistent CSMA(0-persistent CSMA) : 偵測到有其他機器在使用通道,則不再持續偵測,而是隨機等候一段時間後才重新開始偵測每個 frame傳送的平均延遲比 1-persistent要長ㄧ點

P-persistent CSMA : 只能用在 slotted通道上若偵測到通道沒有被使用,有 p的機率會立刻送出 frame,(1-p)的機率不會送出,而延遲到下ㄧ個 slot。若發現通道忙碌,則繼續等待到下ㄧ個 slot發生碰撞的處理也是隨機等候一段時間

non-persistent CSMA通道使用率比1-persistent CSMA 高,但non-persistent CSMA 傳輸延遲比1-persistent CSMA 大

Thursday, November 08, 2007

"Homework 10/27/2007"

1. Read and then comment on the following papers.
Yao-Jen Chang, Shan-Yao Wu, Ting-Liang Shih, Intersection Location Service and Performance Comparison of Three Location Service Algorithms for Vehicular Ad Hoc Networks in City Environments

此篇paper,提出ILS (Intersection Location Service)與GLS (Grid Location Service) 及 HLS (Hierarchical Location Service)相互比較, ILS是將路口區域內所有的車輛當作位置伺服器,在網路裡移動的車輛會把位置更新與詢問的封包往區域內所有的車輛傳送。實驗發現,車輛移動方式、區域面積大小、車輛密度及車輛行駛速度,皆會影響此三種運算的結果,其中以車輛移動方式、區域面積大小、車輛密度影響HLS最嚴重,其次為ILS與GLS,但於車輛行駛速度來看的話,則GLS較嚴重其次才是ILS與HLS,透過測試證明ILS演算法比GLS及HLS在高速行駛狀況及大範圍車量更大的情形下有更佳的表現。

Yao-Jen Chang, Tseng-Yun Wang, Shi-Kai Tsai, Yu-Chia Chuang, "Action Science Approach to Experimenting Nonprofit Web 2.0 Services for Employment of Individuals with Mental Impairments" 2007 International Workshop on Social Media Analysis in conjunction with ACM/IEEE Web Intelligence 2007. (EI)

本篇文章提到了,Web2.0如能廣泛的運用,將可擺脫以往Web1.0時,耗時費力製作開發網頁資訊,且Web2.0包含了更多的功能及優點,如人與人間互相溝通媒介、群體智慧、跨平台使用、使用者分享與參與、持續更新、內容與服務的整合、快速反應與功能新增等。利用Web2.0的這些優勢,建構一個對於學習或精神損傷者的學習歷程,在這些分享報告中,也可以迅速向同事傳遞工作資訊,也可以發佈一個靜態連結的通知訊息。透過靜態連結去檢查他人的部落格,可以立即了解學習進度,更進一步給予指導。亦有共同編輯平台,透過一定的審查過程及網友的評鑑,讓內容的可信度大為增加,也使用部落格作為社會學習的工具。

2. Why is CSMA/CA instead of CSMA/CD used for 802.11?

多重載波存取/碰撞偵測協定(CSMA/CD, Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection, CSMA/CD)目前區域網路中乙太網路在使用的媒體資料存取控制方式 , 為電腦在網路上傳遞封包時,若在同一條線上不可能同時傳送兩個存在的封包 ,所以這個協定定義了碰撞偵測的法則,以定義兩個封包碰撞時的解決方式 ;通常電腦在使用網路之前,會先偵測網路上是否已經有資料傳輸 . 因 CSMA/CD 常產生網路瓶頸,所以較不適宜傳送封包比較大資料,它比較適合封包小且非常定時的資料流量,此網路同時也是IEEE 802.3 的規範 載波偵測多次存取/碰撞避免協定 (CSMA/CA; Carrier Sense Multiple Access with collision Avoidance)適於較低速的區域網路傳輸,資料傳輸之前會先檢查網路上是否有其它傳輸動作, 若沒有,才啟動目前傳輸工作,以避免網路傳輸時的封包發生碰撞 (Collision) 兩者的差異可用過橋來比喻﹕用 碰撞偵測協定的時候﹐要過就過﹐過不了再來﹔用碰撞避免協定 的時候﹐會先派一個小封包探路﹐如果它過了﹐然後您才才會跟著過去。CSMA/CD 的傳輸效率較佳, 但硬體成本比較高。CSMA/CA 的傳輸效率較差, 但硬體成本比較低。