Protocolo Aloha

PROTOCOLO ALOHA

Introducción
Fue un sistema de Redes Ordenadores, desarrollado en la Universidad de Hawái. Se utilizo por primera vez en el año de 1970, uno de los conceptos esenciales de esta red es la base para la cuasi-universal Ethernet.
De modo similar a ARPANET, la red ALOHA se construyó para permitir a personas de diferentes localizaciones acceder a los principales sistemas informáticos. Pero mientras ARPANET usaba líneas telefónicas arrendadas, ALOHA usaba packet radio.

Desarrollo

La importancia de ALOHA se basa en que usaba un medio compartido para la transmisión. Esto reveló la necesidad de sistemas de gestión de acceso como CSMA/CD, usado por Ethernet. A diferencia de ARPANET donde cada nodo sólo podía comunicarse con otro nodo, en ALOHA todos usaban la misma frecuencia. Esto implicaba la necesidad de algún tipo de sistema para controlar quién podían emitir y en qué momento. La situación de ALOHA era similar a las emisiones orientadas de la moderna Ethernet y las redes Wi-Fi.
Este sistema de transmisión en medio compartido generó bastante interés. El esquema de ALOHA era muy simple. Dado que los datos se enviaban vía teletipo, la tasa de transmisión normalmente no iba más allá de 80 caracteres por segundo. Cuando dos estaciones trataban de emitir al mismo tiempo, ambas transmisiones se en revesaban, y los datos tenían que ser reenviados manualmente. ALOHA demostró que es posible tener una red útil sin resolver este problema, lo que despertó interés en otros estudiosos del tema, especialmente Robert Metcalfe y otros desarrolladores que trabajaban en Xerox PARC. Éste equipo crearía más tarde el protocolo Ethernet.

El protocolo ALOHA es un protocolo del nivel de enlace de datos para redes de área local con topología de difusión.
La primera versión del protocolo era básica:
Si tienes datos que enviar, envíalos.
Si el mensaje colisiona con otra transmisión, intenta reenviarlos más tarde.
Muchos han estudiado el protocolo. El quid de la cuestión está en el concepto de más tarde. ¿Qué es más tarde? Determinar un buen esquema de parada también determina gran parte de la eficiencia total del protocolo, y cuan determinístico será su comportamiento (cómo de predecibles serán los cambios del protocolo).
La diferencia entre ALOHA y Ethernet en un medio compartido es que Ethernet usa CSMA/CD: comprueba si alguien está usando el medio antes de enviar, y detecta las colisiones desde el emisor.
Aloha puro tiene aproximadamente un 18'4% de rendimiento máximo. Esto significa que el 81'6% del total disponible de ancho de banda se está desperdiciando básicamente debido a estaciones tratando de emitir al mismo tiempo. El cálculo básico del rendimiento implica la asunción de que el proceso de llegada de tramas sigue una distribución de Poisson con un número medio de llegadas de 2G por cada 2X segundos. Por tanto, el parámetro lambda en la distribución de Poisson será 2G. Dicho máximo se alcanza para G = 0'5, obteniendo un rendimiento máximo de 0'184, es decir, del 18'4%.
Una versión mejorada del protocolo original fue el Aloha ranurado, que introducía ranuras de tiempo e incrementaba el rendimiento máximo hasta 36'8%. Una estación no puede emitir en cualquier momento, sino justo al comienzo de una ranura, y así las colisiones se reducen. En este caso, el número promedio de llegadas es de G por cada 2X segundos. Esto disminuye el parámetro lambda a G. El rendimiento máximo se alcanza para G = 1.
Debe apreciarse que estas características de ALOHA no difieren mucho de las experimentadas hoy día con Ethernet centralizado, Wi-Fi y sistemas similares. Existe una cierta cantidad de ineficiencia inherente a estos sistemas. Por ejemplo, 802.11b otorga alrededor de 2-4 Mbps de rendimiento real con unas pocas estaciones emitiendo, en contra del máximo teórico de 11 Mbps. Es común ver cómo el rendimiento de estos tipos de redes desciende significativamente a medida que el número de usuarios y mensajes aumenta. Por ello, las aplicaciones que requieren un comportamiento altamente determinístico a menudo usa esquemas de paso de testigo (como Token Ring) en su lugar. Por ejemplo, ARCNET es muy popular en aplicaciones empotradas. No obstante, los sistemas basados en disputa (como ALOHA) también tienen ventajas significativas, incluyendo la facilidad de gestión y la velocidad en una comunicación inicial.
Debido a que los sistemas de escucha antes de enviar (CSMA), como el usado en Ethernet, trabajan mucho mejor que ALOHA para todos los casos en los que todas las estaciones pueden escuchar a cada una de las demás, sólo se usa Aloha ranurado en redes tácticas de satélites de comunicaciones del ejército de los Estados Unidos con un bajo ancho de banda.

Norman Abramson era profesor de ingeniería en Stanford, pero también era un ávido surfista. Después de visitar Hawái en 1969, preguntó a la Universidad de Hawái si estaban interesados en contratar a un profesor de ingeniería. Se incorporó a la plantilla en 1970 y comenzó a trabajar en un sistema de comunicaciones de datos basado en radio para interconectar las islas hawaianas, con fondos de Larry Roberts.
A finales de 1970 el sistema ya se estaba utilizando, la primera red de paquetes conmutados inalámbrica del mundo. Abramson logró entonces conseguir un IMP de Roberts y conectó ALOHAnet a ARPANET en el continente en 1972. Fue la primera vez que otra red se conectaba a ARPANET, aunque otras lo harían más tarde.

Antes de ALOHAnet, la mayoría de las comunicaciones entre computadoras tendían a utilizar rasgos similares. Los datos que iban a ser enviados se convertían en una señal analógica utilizando un mecanismo similar a un módem, que sería enviada sobre un método de conexión conocido, como podría ser una línea telefónica. La conexión era punto a punto, y normalmente se establecía de modo manual.
Por el contrario, ALOHAnet era una auténtica red. Todas las computadoras conectadas a ALOHAnet podían enviar datos en cualquier momento sin necesidad de intervención por parte de un operador, y se podía ver envuelto cualquier número de computadoras. Como la transmisión se realizaba por radio, no había costes fijos, por lo que el canal se dejaba abierto y se podía utilizar en cualquier momento.
Usar una señal compartida de esta manera conlleva un importante problema: si dos sistemas en la red (conocidos como nodos) enviaban al mismo tiempo, ambas señales se estropearían. Era necesario algún tipo de sistema para evitar este problema. Existen varios modos de hacerlo.
Uno sería utilizar una frecuencia de radio diferente para cada nodo, sistema conocido como multiplexación en frecuencia. Comoquiera que este sistema requiere que cada nodo que se añada sea capaz de sintonizarse con el resto de máquinas, pronto se necesitarían cientos de frecuencias distintas y radios capaces de escuchar este número de frecuencias al mismo tiempo, lo que sería demasiado costoso.


Conclusión

Pudimos observar como que se hizo la protocolo aloha, como incio y como esta creada, seria todo.