Page 108 - Computer Network

14.2. การเข้าใช้ช่องสัญญาณแบบสุ่ม (RANDOM ACCESS METHODS) 99

14.2 การเข้าใช้ช่องสัญญาณแบบสุ่ม (Random Access Methods)

การเข้าใช้ช่องสัญญาณแบบสุ่ม (Random-access method) ทำให้การส่งข้อความขนาดเล็กมีประสิทธิภาพมาก
ขึ้น ผู้ใช้สามารถร้องขอช่องสัญญาณเมื่อมีข้อมูลที่ต้องการส่ง ไม่จำเป็นต้องมีการจองการใช้ล่วงหน้า อย่างไร
ก็ตามการใช้ช่องสัญญาณในวิธีการนี้ทำให้เกิดปัญหาในการชนกันของการใช้ช่องสัญญาณ เนื่องจากการเข้าใช้ช่อง
สัญญาณ ณ เวลาพร้อมกันมากกว่าหนึ่งเครื่อง ทำให้ต้องส่งข้อมูลใหม่อีกครั้ง วิธีการที่นิยมใช้ ได้แก่ pure ALOHA,
Slotted-ALOHA, CSMA และ CSMA/CD ในหัวข้อนี้จะได้อธิบายการทำงานของแต่ละวิธี รวมถึงประสิทธิภาพของ
แต่ละวิธี

14.2.1 การประมาณประสิทธิภาพของเน็ตเวิร์ค

ก่อนที่เราจะได้กล่าวถึงการทำงานในวิธีต่างๆของการเข้าใช้ช่องสัญญาณแบบสุ่ม จะได้กล่าวถึงการคำนวณหา
book)
ประสิทธิภาพของเน็ตเวิร์คเบื้องต้น ค่าที่ได้รับความสนใจในที่นี้ได้แก่ เวลาหน่วงเฉลี่ยของแพกเกต (average
packet delay) ของการเข้าใช้ช่องสัญญาณและทรูพุต
ประสิทธิภาพของเน็ตเวิร์คขึ้นอยู่กับปฏิสัมพันธ์ (interaction) ของตัวแปรสองตัวคือทราฟฟิกที่เข้ามายังระบบ
(traffic load) และทรัพยากรของเน็ตเวิร์ค (network resource) เช่นขนาดของบัฟเฟอร์ หรือความเร็วในการ
(partial
ประมวลผล วิธีการที่นิยมใช้ในการประเมินทรูพุตของระบบคือการใช้ โมเดลแถวคอย (queueing model) แสดงใน
รูปที่ 14.3 ซึ่งแสดงรูปทั่วไปของโมเดลแถวคอยแบบแถวเดียว หมายถึงมีบัฟเฟอร์ที่ใช้ในการเก็บแพกเกตเพียงแถว
เดียว เพื่อเก็บแพกเกตที่รอการประมวลผลที่ขนาด L p จำนวนแพกเกตในบัฟเฟอร์ขึ้นอยู่กับจำนวนของสเตชั่นที่ต่อ
อยู่บนช่องสัญญาณ หากมีจำนวนของสเตชั่นมากขึ้น จะทำให้แพกเกตส่งเข้ายังระบบในอัตราเร็ว (packet arrival
rate) ที่สูงขึ้น แพกเกตที่ส่งเข้ามาจะสามารถส่งได้สำเร็จหรือไม่ ขึ้นอยู่กับวิธีการใช้ช่องสัญญาณที่เลือกใช้
only

ขนาดของแพกเกต (L p) ขนาดของบัฟเฟอร์
แพกเกตที่อยู่ในคิว
KKU
λ
λ T คอนโทรเลอร์
′
λ

รูปที่ 14.3: โมเดลแถวคอยแบบหน่วยบริการช่องเดียว (Single queue model)

การกำหนดให้แพกเกตขาเข้า (packet arrival) เป็น Poisson Statistics ถือว่าเป็นวิธีการที่ได้รับความนิยมเพื่อ
ใช้ศึกษาทรูพุตของเน็ตเวิร์ค Poisson statistics อยู่บนสมมุติฐานที่ว่าแพกเกตแต่ละแพกเกตที่ได้รับ จะไม่มีความ

สัมพันธ์ต่อกัน แต่มีการกระจายแบบ Poisson distribution โดยที่ ความน่าจะเป็นของแพกเกตที่เข้ามาจำนวน n
ในช่วงเวลา t ใดๆ มีค่าเป็น
n −λt
(λt) e
P n (t) = (14.1)
n!
กำหนดให้ n = 0, 1, 2, ... และ λ เป็นอัตราเร็วเฉลี่ยของแพกเกตที่มา (average packet arrival rate)
การคำนวณค่าทรูพุตในเน็ตเวิร์คเป็นการประเมินกรณีที่แพกเกตส่งสำเร็จเท่านั้น ในรูปของบิตต่อวินาทีหรือแพ
กเกตต่อวินาที ไม่รวมแพกเกตที่เกิดความเสียหายไม่ว่ากรณีใด ดังนั้นเพื่อให้การวิเคราะห์ค่าของทรูพุตไม่ขึ้นอยู่กับ
อัตราเร็วของการส่งข้อมูล เราสามารถเขียนในรูปของ normalized throughput (S)

λL p (14.2)
S =
R