Quelltext der Seite ALOHA

{{Dieser Artikel|beschäftigt sich mit dem Protokoll für Computernetze, das hawaiische Wort ''Aloha'' hat auch weitere Bedeutungen, siehe [[Aloha (Begriffsklärung)]].}}

'''ALOHA''' ist ein [[Zugriffsverfahren (Netzwerk)|Zugriffsverfahren]] der Sicherungsschicht (''DLL'', [[OSI-Modell #Schicht_2_–_Sicherungsschicht_(Data_Link_Layer)|OSI-Schicht&nbsp;2]]) aus dem Bereich der [[Rechnernetz|Computernetze]]. Das ALOHA-[[Netzwerkprotokoll|Protokoll]] wurde 1970 von [[Norman Abramson]] entwickelt und erstmals 1971 für das [[ALOHAnet]] eingesetzt, das die Inseln um [[Hawaii]] mit der Universität von [[Honolulu]] verband.<ref name="abram1" /> Es war ursprünglich als [[Funknetz]] gedacht und bildete später die Grundlage für das [[Ethernet]]-Protokoll. Es handelt sich dabei um ein [[Time Division Multiple Access|TDMA]]-[[Multiplexverfahren]].

ALOHA ist ein [[Stochastik|stochastisches]] Zugriffsverfahren in Netzen ''ohne'' Kanalabtastung und den [[Carrier Sense Multiple Access|CSMA]]-Verfahren ähnlich, welche jedoch über Kanalabtastung verfügen.

== Betriebsarten ==
=== Unsynchronisiertes ALOHA ===
[[Datei:Pure ALOHA1.svg|mini|Zeitverhalten bei unsynchronisiertem ALOHA und vier Stationen. Kollidierende Datenpakete in grau]]
Beim unsynchronisierten ALOHA (auch zeitunabhängiges, reines oder ''pure'' ALOHA genannt) kann jeder Teilnehmer zu einem beliebigen Zeitpunkt sein (stets gleich langes) Datenpaket (''Rahmen'', engl. ''[[Datenframe|frame]]'') verschicken. Versenden mehrere Teilnehmer ihre Pakete gleichzeitig, so [[Datenkollision|kollidieren]] diese, und Empfänger erhalten nur verstümmelte Daten; die Pakete müssen erneut übertragen werden. Die Teilnehmer erkennen eine Verstümmelung der Daten durch das Fehlen einer Ankunftsbestätigung vom Zielrechner. Für die erneute Übertragung muss jeder Teilnehmer eine vom Zufall bestimmte Zeitperiode warten.

ALOHA ist daher wie die meisten Funkprotokolle ''nicht'' [[echtzeit]]fähig, da nicht garantiert werden kann, wann ein zu sendendes Paket tatsächlich erfolgreich übertragen wird.

Der [[Datendurchsatz|Durchsatz]] <math>S</math> pro Rahmenzeit mit diesem Verfahren lässt sich berechnen als:

:<math>S = G \cdot e^{-2G}</math>

mit
* <math>G</math> = Versuche pro Paketzeit
* der [[Eulersche Zahl|Eulerschen Zahl]] <math>e</math>.
Den max. Durchsatz von <math>\frac{1}{2 e} \approx</math> 18&nbsp;% der [[Kanalkapazität]] erhält man bei <math>G = 0{,}5</math>.

=== Synchronisiertes oder slotted ALOHA ===
[[Datei:Slotted ALOHA.svg|mini|Zeitverhalten bei synchronisiertem ALOHA und acht Stationen. Kollidierende Datenpakete in grau]]
Beim [[synchronisiert]]en ALOHA (auch zeitabhängiges, unterteiltes oder ''slotted'' ALOHA genannt), das 1975 von [[L.G. Roberts]] veröffentlicht wurde,<ref name="robert1" /> darf ein Teilnehmer ''nicht'' zu einem beliebigen Zeitpunkt senden, sondern muss sich an fest vorgegebene [[Zeitscheibe]]n (engl. ''slots'') von der Länge eines Paketes halten. Jeder Benutzer kann jederzeit in einen dieser Slots senden. Wenn mehrere gleichzeitig einen Slot benutzen, kommt es noch immer zur Kollision, jedoch können sich dabei die verstümmelten Pakete jeweils nur voll überdecken.

Hier lautet die Formel zur Durchsatz-Berechnung:

:<math>S = G\cdot e^{-G} </math>

Den max. Durchsatz von <math>\frac{1}{e} \approx</math> 37&nbsp;% der Kanalkapazität erhält man bei <math>G = 1</math>, analog zur [[37%-Regel]]. Der maximale Durchsatz ist also doppelt so groß wie beim reinen&nbsp;ALOHA.

Synchronisiertes ALOHA ist allerdings aufwendiger zu realisieren als das unsynchronisierte Verfahren, da alle Teilnehmer eine einheitliche [[Taktsignal|Taktung]] benötigen, damit die „Slots“ bei allen zeitgleich ablaufen.

== Einzelnachweise ==
<references>
<ref name="abram1">{{Literatur |Autor=Norman Abramson |Hrsg=AFIDS Conference Proceedings |Titel=The ALOHA System - Another Alternative for Computer Communications |Band=37 |Verlag=AFIPS Press |Datum=1970 |Seiten=281–285}}</ref>
<ref name="robert1">{{Literatur |Autor=L. G. Roberts |Titel=ALOHA Packet System With and Without Slots and Capture |Band=5 |Nummer=2 |Verlag=Computer Communications. Review |Datum=1975-04 |Seiten=28–42}}</ref>
</references>

{{SORTIERUNG:Aloha}}
[[Kategorie:Netzwerkprotokoll (Sicherungsschicht)]]
[[Kategorie:Abkürzung]]