Методы доступа к каналам связи.

Для локальных вычислительных сетей, использующих для передачи информа­ции моноканал (monochannel — канал связи, одновременно используемый несколь­кими абонентами, например в сетях с шинной и петлевой топологиями и с ради­альной топологией с пассивным центром), весьма актуальным является вопрос доступа клиентов к этому каналу. Чтобы сделать доступ эффективным, необхо­димы специальные механизмы — методы доступа. Методы доступа обеспечива­ются протоколами на нижних уровнях модели OSI.

Для организации эффективного доступа к моноканалу используются принципы частотной или временной модуляции. Наибольшее применение в простых сетях получили принципы временной модуляции, то есть временного разделения со­общений, передаваемых по моноканалу.

Существуют несколько групп методов доступа, основанных на временном разде­лении:

□ централизованные и децентрализованные; Q детерминированные и случайные.

Централизованный доступ управляется из центра управления сетью, например от сервера. Децентрализованные методы доступафункционируют на основе протоколов, принятых к исполнению всеми рабочими станциями сети, без каких-либо управляющих воздействий со стороны центра.

Детерминированный доступ обеспечивает наиболее полное использование монока­нала и описывается протоколами, дающими гарантию каждой рабочей станции на определенное время доступа к моноканалу. При случайном доступе обраще­ния станций к моноканалу могут выполняться в любое время, но нет гарантий, что каждое такое обращение позволит реализовать эффективную передачу данных.

В случае централизованного доступа каждый клиент может получать доступ к моноканалу:

□ по заранее составленному расписанию — статическое разделение времени ка­нала;

□ по схеме жесткой временной коммутации через определенные промежутки времени (например, через каждые 0, 5 с), задаваемые электронным коммута­тором — динамическое детерминированное разделение времени канала;

□ на основе гибкой временной коммутации, реализуемой в процессе выполняе­мого из центра сети опроса рабочих станций на предмет выяснения необходи­мости доступа — динамическое псевдослучайное разделение канального вре­мени;

□ при получении полномочий в виде специального пакета-маркера.

Первые два метода не обеспечивают эффективную загрузку канала, так как при предоставлении доступа некоторые клиенты могут быть не готовы к передаче данных, и канал в течение выделенного им отрезка времени будет простаивать. Метод опроса используется в сетях с явно выраженным центром управления и иногда даже в сетях с раздельными абонентскими каналами связи (например-

в сетях с радиальной топологией для обеспечения доступа к ресурсам централь­ного сервера).

Метод передачи полномочий использует пакет, называемый маркером. Маркер — служебный пакет определенного формата, в который клиенты сети могут поме­щать свои информационные пакеты. Последовательность передачи маркера по сети от одной рабочей станции к другой задается сервером (управляющей стан­цией). Рабочая станция, имеющая данные для передачи, анализирует, свободен ли маркер. Если маркер свободен, станция помещает в него пакет (пакеты) своих данных, устанавливает в нем признак занятости и передает маркер дальше по сети. Станция, которой было адресовано сообщение (в пакете обязательно есть адресная часть), принимает его, сбрасывает признак занятости и отправляет мар­кер дальше. При этом методе доступа легко реализуется приоритетное обслужи­вание привилегированных абонентов. Данный метод доступа для сетей с шинной и радиальной топологий обеспечивается распространенным протоколом ARCnet корпорации Datapoint.

К децентрализованным детерминированным методамотносятся:

метод передачи маркера;

метод включения маркера.

Оба метода находят применение преимущественно в сетях с петлевой (кольце­вой) топологией и основаны на передаче по сети специальных пакетов-маркеров, сегментов.

Метод передачи маркера использует пакет, называемый маркером (сегментом). Маркер — это не имеющий адреса, свободно циркулирующий по сети пакет, оп­ределяющий стандартный временной интервал. Маркер может быть «занят» или «свободен». Если маркер свободен, станция, до которой маркер дошел, может вложить в него пакет (пакеты) своих данных, пометить маркер как занятый и пере­дать его дальше. Можно использовать приоритетное обслуживание привилеги­рованных абонентов. Этот метод во многом подобен методу передачи полномо­чий, но движением маркера из центра сети не управляют. Такой метод доступа реализуется в сетях с кольцевой и радиальной топологией широко известным протоколом Token Ring, разработанным фирмой IBM, и протоколом FDDI Аме­риканского национального института стандартизации (ANSI).

Метод включения маркера также использует свободно циркулирующий по сети маркер. Рабочая станция, получившая маркер, может передать свои данные, даже если пришедший маркер занят. В последнем случае станция приостанавли­вает движение поступившего маркера (временно запоминает его в буферной памяти) и вместо него формирует новый маркер с включенным в него своим пакетом данных. Дальше по сети станция сначала посылает свой новый маркер, а затем уже ранее поступивший «чужой».

Случайные методы доступа основаны на равноправности всех станций сети и их возможности в любой момент времени обратиться к моноканалу с целью переда­чи данных. Поскольку возможны одновременные попытки передачи данных со стороны нескольких станций, между ними часто возникают коллизии (конфликты,

столкновения) — в связи с чем случайный метод доступа часто называют «ме­тодом состязаний».

Сокращение числа конфликтных ситуации обеспечивается путем предварительного прослушивания моноканала для выявления его занятости станцией, желающей передать данные. Если канал занят, станция возобновляет свою попытку переда­чи данных через небольшой интервал времени. Если все же передачу данных начнут одновременно две станции, то возникает коллизия и данные в монокана­ле искажаются. Обе конфликтующие станции будут вынуждены передать свои данные повторно.

Метод состязаний может быть рекомендован для использования в сетях с не­большим количеством абонентов, моноканал которых загружен мало (метод не может обеспечить хорошую загрузку канала из-за часто возникающих конфликт­ных ситуаций). Этот метод для сетей с шинной топологией реализуется чрезвы­чайно популярным протоколом Ethernet фирмы Xerox.

 

 

Сетевая технология Ethernet

Сетевая технология ieee802.3/Ethernet

Сетевая технология – это согласованный набор протоколов и реализующих их аппаратно-программных компонентов, достаточных для построения сети.

Самая распространенная в настоящее время технология (количество сетей, использующих эту технологию, превысило 5 млн. с числом компьютеров в этих сетях более 50 млн.) создана в конце 70-х годов и в первоначальном варианте использовала в качестве линии связи коаксиальный кабель. Но позже было разработано много модификаций этой технологии, рассчитанных и на другие коммуникации, в частности:

10Base-2 – использует тонкий коаксиальный кабель (диаметр 0, 25 дюйма); обеспечивает сегменты длиной до 185 м с максимальным числом рабочих станций в сегменте 30;

10Base-5 – использует толстый коаксиальный кабель (диаметр 0, 5 дюйма); обеспечивает сегменты длиной до 500 м с максимальным числом рабочих станций в сегменте 100;

10Base-T – использует неэкранированную витую пару и обеспечивает сегменты длиной до 100 м с максимальным числом рабочих станций в сегменте 1024;

10Base-F – использует волоконно-оптический кабель и обеспечивает сегменты длиной до 2000 м с максимальным числом рабочих станций в сегменте 1024.

Технологии Ethernet иIEEE 802.3 во многом похожи; последняя поддерживает не только топологию «общая шина», но и топологию «звезда». Скорость передачи при этих технологиях равна 10 Мбит/с.

В развитие технологии Ethernet созданы несколько существенно продвинутых вариантов:

Fast Ethernet (IEEE 802.3u) со скоростью передачи 100 Кбит/с, имеющая три модификации:

100Base-TX, использующая экранированную и неэкранированную витую пару с длиной сегмента не более 100 м;

100Base-T4, использующая четырехпроводную неэкранированную витую пару с длиной сегмента не более 100 м;

100Base-FX, использующая волоконно-оптический кабель с длиной сегмента не более 410 м при полудуплексе и до 2000 м при дуплексе;

Gigabit Ethernet (IEEE802.3z) со скоростью передачи 1000 Кбит/с использует в качестве линий связи коаксиальный кабель, экранированную витую пару и волоконно-оптический кабель с максимальной длиной сегмента в разных модификациях от 200 м до 5000 м.

Существуют следующие модификации;

1000Base-LXT, использующая волоконно-оптический кабель с длиной волны света 1, 3 мкм;

1000Base-SX, использующая волоконно-оптический кабель с длиной волны света 0, 85 мкм;

1000Base-CX, использующая экранированную витую пару;

1000Base-T, использующая неэкранированную витую пару.

Спецификация Ethernet поддерживает случайный метод доступа (метод состязаний) и ее популярность объясняется надежными, простыми и недорогими технологиями.

 

 

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться: