Галкин В.А., Григорьев Ю.А. - Телекоммуникации и сети (1053870), страница 40
Текст из файла (страница 40)
Такие сети имеют древовидную топологию, а суммарная протяженностькабелей может достигать нескольких десятков километров с подключениемпо мере необходимости широкополосных усилителей.К практически реализованным системам с временным уплотнением, в которых приоритет на пользование каналом назначается заранее, относятся системы с переменным распределением каналов, В этих системах право напользование каналом уступается следующему узлу при условии, что временной такт, выделяемый для передачи пакета, в данном узле не используется.Примером данных систем являются системы с тактированным доступом и свставкой регистра.Системы, использующие метод вставки регистра^ применяют в локаль1п>1х сетях с кольцевой топологией.
Принцип их работы следующий. Когда узелимеет информацию для передачи, он помещает ее в сдвиговой регистр. Этотрегистр может быть последовательно включен (вставлен) в канал, обеспечивая передачу как собственной информации, так и транзитной. Регистр остается включенным в кольцо до тех пор, пока в него полностью не загрузится переданный ранее этим узлом пакет. Узел-получатель пакета должен прочитатьданные и вставить признак того, что данные приняты. Ответственность за удаление пакета из кольца несет узел-источник информации.Системы, использующие метод с тактируемым доступом,, реализуют влокальных сетях с кольцевой топологией.
Для них не нужны сдвиговые регистры и высокоскоростные переключатели в повторителях или подключаемых ккольцу узлах. Здесь используется один или несколько контейнерных пакетов,или тактов, непрерывно циркулирующих по кольцу. Их число никогда не меняется и определяется длиной такта, общей длиной кольца и процедурой начального запуска кольца. Если кольцо очень короткое, то короткими должны быть ииспользуемые такты, а их число невелико, иначе придется вставлять в кольцобуфер с задержкой, так как начало такта может возвратиться к отправрггелюраньше, чем тот завершит передачу данного пакета.
По этой причине во многих практических реализациях кольцевых сетей с тактируемым доступом применяется только один короткий такт и буфер с задержкой. В момент запускакольца один из повторителей или узлов формирует пакет-контейнер и отправляет его по кольцу. Если он вернется к отправителю, то это будет означать, чтокольцо замкнуто, и можно начинать работу.Если у узла есть информация для передачи, то он загружает ее в буфер иожидает, когда к нему поступит пустой контейнер. Пустой пакет-контейнер легкоопознается по контрольному полю в его заголовке. При поступлении контейнера узел сдвигает пакет данных из своего буфера в поля данных пакета-контейнера по мере прохождения последнего через узел. При этом признаку, указывающему состояние такта, сначала присваивается значение «занято» и в заголовокпомещается адрес назначения.
Пакет-контейнер затем продолжает передаваться вдоль кольца до тех пор, пока он не достигнет узла назначения, повторитель1743.1. Классификация локальных сетей и методов доступакоторого копирует содержащуюся в контейнере информацию в свой буфер ивыставляет в конце такта признак, означающий, что пакет получен. Далее пакет-контейнер с признаком занятости продолжает следовать от повторителя кповторителю, пока не достигнет узла-источника.
Отправитель информации опознает отправленный им пакет и переводит признак занятости контейнера в состояние «свободно», позволяя тем самым остальным узлам использовать пакет-контейнер для передачи данных. Узел-источник информации проверяеттакже содержимое поля подтверждения в пакете-контейнере, чтобы убедиться в том, что узел назначения действительно получил отправленный ему пакет.Таким образом, несмотря на явные потери времени из-за того, что заполненный пакет-контейнер вьшужден совершать полный оборот, он используетсякак для передачи данных в прямом направлении, так и для доставки подтверждения на обратном пути.Если занятый пакет-контейнер не был освобожден узлом-источником информации (например, из-за сбоя в этом узле после передачи), то контейнер сметкой «занято» будет циркулировать по кольцу. На практике за ошибками всети обычно следит специальное устройство, которое освобождает пакет-контейнер, проходящий мимо данного устройства в неизменном состоянии болееодного раза, а также отвечает за запуск сети в работу.Методы случайного доступа.
Если нескольким узлам разрешить одновременно пересьшать пакеты, то может произойти их столкновение, в результате которого информация будет испорчена. В системах случайного доступанеобходимо как можно быстрее удалить поврежденные при столкновениях пакеты и освободить канал для последующих передач пакетов. Наиболее простоэто реализуется в структурах с общей шиной, где удаление пакетов происходитавтоматически за короткий промежуток времени.
Поэтому локальные сети, вкоторых реализованы методы случайного доступа, имеют логическую структуру «общая шина».Простейшей системой случайного доступа, осущдстышюиц^и множественный доступ к среде передачи, является локальная сеть ALOHA. Она быларазработана в начале 70-х годов для обеспечения связи центральной ЭВМ Гавайского университета с терминалами, расположенными на всех островах архипелага. В этой системе использованы два канала: один отведен для передачи сообщений от ЭВМ к терминалам, другой - от терминалов к ЭВМ. В первомканале используется только одно передающее устройство, поэтому никакихтрудностей с распределением канала не возникает, второй же канал используется всеми терминалами.Если у некоторого терминала имеется пакет, готовый к отправке, термршалпередает этот пакет, не обращая внимания на то, занят канал в данный моментили нет.
По завершению передачи пакета терминал запускает таймер. Если поистечении определенного времени терминал не получил подтверждения от центральной ЭВМ о приеме пакета, то считается, что произопшо столкновеьше, итерминал повторяет передачу того же пакета. Для уменьшения вероятностиповторного конфликта между теми же пакетами интервал, через который терминал повторит передачу пакета, задается случайным образом.1753. Принципы построения локальных сетей ЭВМПриемник на центральной ЭВМ принимает как нормальные, так и искаженные пакеты. Каждый пакет проверяется на наличие ошибок.
Если в пакетеошибок не обнаружено, то по каналу ЭВМ - терминал, для которого конфликтная ситуация, вызываемая столкновением пакетов, исключена, посылаетсяподтверждение о получении. Если обнаруживается ошибка, то подтверждениене посьшается.Даже если длительность временного промежутка, в течение которого происходит наложение пакетов, очень мала, оба пакета искажаются и их необходимо передавать заново.Суммарная продолжительность потерянного при передаче времени исчисляется от начала передачи первого пакета до завершения передачи второго.Преимущество такой системы состоит в простоте ее реализации, а недостаток- в очень низком коэффициенте использования тракта передачи (не более 19 %)при большой нагрузке на сеть.Одним из способов повышения производительности сети является тактирование.
Центральная ЭВМ формирует серию последовательных временньк тактов (слот-тайм), и передача пакета осуществляется только в начале каждоготакта. Следовательно, конфликт может возникнуть лишь в начальной фазе такта. Подобный прдем позволяет почти удвоить коэффициент использования тракта(до 37 %).Другой способ уменьшения вероятности столкновения пакетов реализованв системе мноэюествениого доступа с контролем носителя (МДКН), в которой посьшка пакета начинается только после освобождения среды передачи(носителя информации).
Столкновения в системе МДКН возможны лишь в случае, когда два или более узла одновременно пытаются переслать пакет сразупосле освобождения канала. Поэтому существуют различные способы началапередачи пакета. В соответствии с этими способами, системы МДКН подразделяются на системы /-, Л^- и /7-типа.В системах /-типа передача пакета начинается сразу же после освобождения тракта передачи. Вероятность возникновения столкновений в такой системе больше, чем для систем /?- и Л^-типа.В системах Л^-типа, если канал оказывается занятым, передача пакета откладывается на более поздний момент, чем освобождение тракта передачи, ис учетом этого осуществляется корректировка расписания пересьшки пакетов.Вероятность возникновения столкновений в такой системе незначительна, однако существенно возрастает вероятность простоя канала, а коэффициент использования тракта передачи остается в целом невысоким.Система/7-типа представляет собой некий компромиссный вариант систем/-типа и Л^-трша.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
