Protocolos de Acceso a Recursos Telemticos

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Protocolos de Acceso a Recursos Telemáticos

• Luis Toribio Troyano
• Proyecto LEGITIMIDAD
• Central de INTELIGENCIA al servicio de la
  ciudadanía

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Sesión 4

• Protocolos ALOHA ranurado
• Con número finito de usuarios
• Cálculo de retardo
• Protocolos de resolución de colisiones
• Protocolo de árbol binario

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Aloha ranurado con finitos usuarios

• Cálculo del retardo esperado
• El throughhput desde el punto de vista de partida
  (salida)
• Psuc
• El sistema es estable
• Si el throughput tasa media de generación de
  paquetes
• El sistema en el estado i
• M-i usuarios thinking generando en cada slot un
  paquete con probabilidad s

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Aloha ranurado con finitos usuarios

• La tasa media de generación de paquetes en el
  estado i
• Por tanto el throughput es
• Con N el número medio de usuarios backlogged

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Aloha ranurado con finitos usuarios

• Sea b la tasa media a la cual los paquetes o
  usuarios con paquetes se unen al backlogg
• Por la fórmula de Little
• El tiempo media de estancia en el backlog es

backlog
b
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Aloha ranurado con finitos usuarios

• No todos los paquetes son backlogged
• Los hay con suerte
• La fracción de paquetes con suerte (nunca en
  backlog)
• Y por tanto su retardo es 1 slot
• Donde b es la tasa de paquetes entrando en el
  backlog
• Donde S es la tasa de paquetes saliendo del
  sistema (throughput)

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Aloha ranurado con finitos usuarios

• Los paquetes con suerte
• Tienen retardo de un slot
• Los paquetes sin suerte
• Tienen un retardo mientras están en el backlog
• Y además tienen el retardo del slot donde
  finalmente transmiten
• Medido en slots (normalizado), el retardo medio es

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Aloha ranurado con finitos usuarios

• En definitiva, como
• Entonces
• Que depende de s

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Aloha ranurado con finitos usuarios

• Estas gráficas corresponden a la gráfica
  throughput-retardo, fijando M a 10 y a 25, y
  creando curvas para valores de n, tomando valores
  de s de 0 a 1

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Aloha ranurado con finitos usuarios

• Si no se distinguen usuarios backlogged y
  usuarios thinking, es decir sn
• Entonces, el throughput es
• Y el retardo es

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Aloha ranurado con finitos usuarios

• Dos observaciones
• 1- Si s -gt0, M-gt ? , pero Ms-gtcte
• D-gt ?
• Es decir, para población infinita, pero con tasa
  de generación constante (Ms-gtcte). El retardo
  crece indefinidamente, debido a la inestabilidad

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Aloha ranurado con finitos usuarios

• 2- Si s -gt0
• D-gt M
• Casi no hay colisiones y en la mayoría de los
  paquetes generados, el retardo es 1 (éxito)
• Pero si tiene muy mala suerte, hay colisión y el
  retardo es muy grande
• En definitiva, la mayoría de los paquetes
  transmitidos tienen como retardo 1, y unos pocos
  tienen como retardo un valor muy alto, pero en
  media el retardo es M

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Protocolos de resolución de colisiones

• El protocolo Aloha es inestable
• No intenta resolver la colisión tan pronto como
  ocurre
• La pospone para el futuro
• Con la esperanza que se resuelva, pero nunca
  ocurre
• Los protocolos de resolución de colisiones
• Esfuerzo en resolver la colisión
• Los paquetes nuevos no transmiten mientras haya
  una resolución en curso
• Si la tasa de llegadas al sistema es menor a la
  tasa a la cual las colisiones se resuelven, el
  sistema es estable

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Protocolos de resolución de colisiones

• La idea importante es explotar la información del
  feedback
• Controlar el proceso de retransmisión sin caos
• El modelo de sistema
• Mismo que Aloha, al final de cada slot, los
  usuarios saben por el feedback
• Si hubo transmisión exitosa o no (feeback
  binario)
• Si hubo 0, 1 o más de 1 transmisiones (feedback
  ternario)

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Protocolo de árbol binario

• Propuesto en el 1978 por
• Capetanakis
• Tsybakov y Mikhailov
• Hayes
• Acceso bloqueado
• Cuando una colisión ocurre en el slot k
• Todos los usuarios no envueltos en una colisión
  esperan

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Protocolo de árbol binario

• Los usuarios envueltos en una colisión se dividen
  en dos subconjuntos aleatoriamente (tiran una
  moneda)
• Los usuarios del primer subconjunto (cara)
• Retransmiten en el slot k1
• Mientras que los usuarios del segundo subconjunto
  (cruz)
• Se esperan a que se resuelva la colisión

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Protocolo de árbol binario

• Si en el siguiente slot k1 hay 1 o 0 (feedback
  de no colisión)
• Significa que ya se ha resuelto su colisión
• Y los del segundo subconjunto retransmiten en el
  slot k1
• Hasta que también resuelvan su colisión
• El funcionamiento del protocolo es recursivo

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Protocolo de árbol binario

• Cada usuario puede construirse su árbol binario
• A partir de los feedbacks
• Y saber cuando finaliza el CRI (estando o no
  paticipando)
• Los nuevos paquetes generados durante el CRI
• Transmitirán en el slot 12 (acceso obvio o
  bloqueado)