В сети типа «активная звезда»

Преимуществами такого централизованного обмена являются:

· невозможность конфликтов;

· гарантированное время доступа.

1-й метод: «Активный центр.

Центральный абонент с помощью управляющих пакетов опрашивает по очереди периферийных абонентов (см. рис.1.2.). Абонент, нуждающийся в передаче, посылает ответ и сразу же начинает передачу, По окончании его сеанса связи, центральный абонент продолжает опрос по кругу.

2-й метод: «Пассивный центр».

При таком алгоритме абонент ждет запросы от периферийных абонентов и удовлетворяет их в порядке очереди.

В сети типа «шина»

1-й метод —«централизованное управление».

В этом случае физически сеть – «шина», а логически – «звезда». Один из абонентов (центральный) посылает по очереди всем остальным запросы, а затем разрешает, если это нужно, передачу (см. рис.1.7.). По окончании передачи абонент сообщает об этом центру и тот продолжает опрос.

Рис.1.7.

2-й метод — «децентрализованное управление».

Решение принимается каждым абонентом самостоятельно исходя из анализа состояния сети. Существует множество алгоритмов (сценариев) доступа. Остановимся на трех из них.

1-й алгоритм.

CSMA (Carrier-Sense Multiple Access) —множественный доступ с контролем несущей (МДКН).

Абонент, желающий передать данные, следит за состоянием сети и в случае ее занятости ждет освобождения. Этот этап определяется как контроль несущей частоты, т.к. применяется код Манчестер II и, следовательно, можно говорить о несущей частоте. После освобождения канала абонент начинает передачу и отсылает свой пакет данных.

Столкновения пакетов от нескольких абонентов обнаруживаются только на этапе проверки контрольной суммы у получателя. Отправитель информируется об ошибке и искаженные пакеты передаются повторно. Такой метод применяется, например, в сети PC NET.

2-й алгоритм.

CSMA/CD (Carrier-Sense Multiple Access with Collision Detection) — множественный доступ с контролем несущей и обнаружением конфликтов (МДКН/ОК).

Начало этого алгоритма аналогично CSMA, т.е. производится прослушивание канала и передача пакета после его освобождения. Однако начав передачу пакета абонент продолжает анализировать сигнал в канале. Обнаружив столкновение пакетов (по искажению передаваемой им информации) абонент передает еще некоторое время (усиливает столкновение, чтобы гарантировать его обнаружение другими абонентами), а затем отключается.

После этого абонент выдерживает случайно выбираемый интервал времени, после чего повторяет попытку передачи, контролируя столкновения. Время задержки определяется как: T _зад = N^. t₀, где N – случайное число; t₀ – равняется 2L/V, где L – длина сети, V – скорость распространения сигнала в используемом канале.

Если возникает повторное столкновение, то существует достаточно много алгоритмов задания последующего T _зад. При одном из вариантов это время каждый раз увеличивается в 2 раза.

Сеть Ethernet использует этот метод с t₀ = 51, 2 мкс.

Недостатками метода CSMA/CD являются:

· Негарантированное время доступа;

· Метод плохо реагирует на высокую загрузку (выше 30%).

3-й алгоритм.

CSMA/CA (Carrier-Sense Multiple Access with Collision Avoidance) — множественный доступ с контролем несущей и избежанием конфликтов.

После освобождения сети всеми ожидавшими абонентами передаются не пакеты, а специальный сигнал, контролируя который они обнаруживают конфликты в канале. Таким образом здесь сталкиваются не пакеты, а только эти сигналы. Примером сети с таким алгоритмов является Omninet.

В ЛВС типа «кольцо»

Маркерный метод управления.

При таком алгоритме исключены конфликты, т.к. применяется метод временного распределения сети между абонентами. Этот метод можно также определить как метод опроса или детерминированным и централизованным.

По кольцу запускается специальный пакет (см. рис.1.8.), называемый маркером (token).

Рис1.8.

(a) Абонент (у которого есть что передавать) ждет “свободный маркер” (со специальной отметкой). Получив маркер абонент помечает его как “занятый” и добавляет к нему свой пакет. Полученная связка (маркер +пакет) отправляется далее по кольцу.

(b) Абонент, распознавший свой адрес, принимает пакет, устанавливает в маркере специальный бит подтверждения и отправляет связку (метка +пакет) далее.

(c) Абонент-отправитель получает обратно свою посылку, освобождает маркер (помечает его как «свободный») и отправляет маркер далее по кольцу. Из анализа бита подтверждения (в маркере) отправитель выясняет, был ли пакет принят адресатом.

При таком методе один из абонентов в кольце должен следить за сохранностью маркера. Метод характерен гарантированным временем доступа, которое равно N^.t_пк, где N – число абонентов в кольце; t_пк – время прохождения пакета по кольцу.

Этот метод применяется в кольцевых сетях Token Ring, а также в шинных сетях (Arcnet-Bus) и в «звезде» (Arcnet Star). В последних случаях организуется «логическое кольцо», т.е. все абоненты передают друг другу пакеты по замкнутой цепочке (см. рис.1.9.).

Рис1.9.

Метод кольцевых сегментов (слотов).

Примером такой сети может служить одна из первых ЛВС – Cambridge Ring.

В отличие от предыдущего метода здесь могут передавать одновременно несколько абонентов. Вместо одного маркера в сети используется несколько слотов (от 2 до 8), которые выполняют функцию близкую к маркеру — функцию временных меток. В интервале между слотами может поместиться от 8 до 32 байт информации. Алгоритм обмена следующий:

a) Абонент разбивает подготовленную к передаче информацию на маленькие пакеты – слоты.

b) Абонент дожидается свободного слота в кольце и загружает туда свой пакет. В каждом слоте имеются: признак занятости, поля сетевых адресов приемника и передатчика, а также бит признака конца передачи.

c) Абонент-получатель выбирает информацию из слота и устанавливает в нем бит подтверждения.

d) Передавший слот абонент получает его обратно после полного оборота по кольцу, анализирует бит подтверждения и помечает слот как свободный.

Передачу по этому методу могут вести сразу несколько абонентов, причем они не обязательно занимают соседние слоты.

В данном методе необходим монитор или центральный узел, который бы следил за сохранностью слотов и восстанавливал их в случае утери.

Метод вставки регистров.

Абонент подготавливает информацию для передачи, размещая ее в специальном буфере передачи. Абонент дожидается появления промежутка в потоке данных в кольце и вставляет туда свой передающий регистр (см. рис.1.10.) Приходящие из кольца данные записываются во время передачи в специальный буфер, из которого затем посылаются в кольцо.

Рис.1.10.

12 3 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒