Методы детерминированного доступа

(оглавление)

Методы детерминированного доступа можно разделить на методы разделения времени и методы передачи полномочий. Сущность методов разделения времени заключается в разделении времени работы канала связи на отдельные интервалы времени, каждый из которых, согласно определенному правилу, предоставляется какой-либо рабочей станции. Большинство методов разделения времени предусматривает наличие в сети диспетчера, основной функцией которого является контроль и планирование времени доступа. При этом появляется возможность учитывать приоритеты и необходимое время взаимодействия рабочих станций.

Наиболее простым среди методов разделения времени является метод синхронного (циклического) разделения времени. В этом случае цикл обмена с рабочими станциями разбивается на несколько временных интервалов, количество которых соответствует числу рабочих станций. Во время цикла обмена каждой рабочей станции предоставляется фиксированный интервал времени, в течение которого она может передавать сообщение. Если у рабочей станции в данный момент времени отсутствует информация для передачи, то выделенный ей временной интервал не используется. При неравномерном распределении интенсивности обращения рабочих станций к передающей среде эффективность использования канала связи относительно низкая. Она может быть повышена за счет разделения цикла обмена на небольшие интервалы с предоставлением рабочей станции одного или нескольких интервалов в зависимости от интенсивности обращения рабочей станции к каналу связи.

Эффективность использования моноканала может быть также повышена за счет реализации методов асинхронного разделения времени, основанных на прогнозировании интенсивности запросов доступа к моноканалу со стороны рабочих станций. С помощью специальной процедуры ведется учет количества обращений, на основе которого прогнозируется интенсивность потоков заявок и распределяется время между рабочими станциями. Как показывает практика, данный метод временного разделения эффективен лишь при небольшом числе рабочих станций.

В локальных сетях с большим числом абонентов достаточно широко используется метод детерминированного доступа, получивший название метод детерминированного доступа с передачей права пользования или метод передачи маркера. Он заключается в следующем: право на передачу данных станции получают в определённом порядке, задаваемом с помощью маркера. Маркер представляет собой уникальную последовательность битовой информации (уникальный кадр), состоящий из служебных символов.

Магистральные сети, используются как метод, называемый сетями типа маркерная шина, а кольцевые сети – типа маркерное кольцо.

В сетях типа маркерная шина доступ к каналам обеспечивается таким образом, как если бы канал был физическим кольцом, причём допускается использование канала некольцевого типа (шинного, звездообразного и т.д.).

Право пользования каналом передаётся организационным путём. Маркер (управляющий кадр) содержит адресное поле, где записываются адрес станции, которой предоставляется право доступа к каналам. Станция, получив маркер со своим адресом, имеет исключительное право на передачу данных по физическому каналу. После передачи информации, станция отправляет маркер другой станции, которая является очередной по установленному порядку владения правом на передачу.

Каждой станции известен идентификатор следующей станции. Станции получают маркер в циклической последовательности. При этом в физической шине образуется логическое кольцо. Все станции слушают каналы, но захватить каналы может та станция, которая указана в адресном поле маркера. Работая в режиме прослушивания канала, принять переданный кадр может только та станция, адрес которой указан в поле адреса получателя этого кадра.

В сетях типа маркерная шина легко решается проблема потери маркера из–за повреждения одного из узлов сети и реконфигурации логического кольца, когда в него добавляется или удаляется один из узлов.

Преимущества:

1). Не требуется физического упорядочивания подключённых к шине станций.

2). Имеется возможность использования в загруженных сетях.

3). Возможна передача кадров произвольной длины.

Протокол типа маркерное кольцо применяется в сетях с кольцевой топологией, где невозможен широковещательный режим работы (т.е. когда одна станция может передавать свою информацию всем остальным станциям одновременно). В таких сетях сигналы распространяются через однонаправленные двухточечные пути между узлами. Как в случаях маркерной шины, в протоколах типа маркерное кольцо в качестве маркера (право передачи) используется уникальная последовательность битов, однако маркер не имеет адреса. Он снабжается полем занятости, в котором записывается один из кодов, обозначающих состояние маркера – свободное или занятое. Если ни один из узлов сети не имеет данных для передачи, свободный маркер циркулирует по кольцу, совершая однонаправленное перемещение. В каждом узле маркер задерживается на время, необходимое для его приёма, анализа, с целью установления занятости и ретрансляции. Эти функции выполняют кольцевые интерфейсные устройства. Свободный маркер означает, что кольцевой канал свободен, и что любая станция, имеющая данные для передачи может его использовать. Получив свободный маркер, станция, готовая к передачи данных меняет состояние маркера на занятый, и передаёт его дальше по кольцу, добавляя к нему кадр данных.

Занятый маркер вместе с кадром завершает полный оборот по кольцу и возвращается к станции – отправителю. По пути станция-получатель на основании адреса получателя снимает копию с кадра.

Изменить состояние маркера на свободный может тот, кто изменит его на занятое. По возвращении занятого кадра (маркера с кадром), к станции-отправителю кадр удаляется из кольца, а маркер изменяется на свободный. После этого любой узел может захватить маркер.

С целью предотвращения монополизации занятости канала, станция-отправитель не может повторно использовать возвращённый ей маркер.

Если же маркер, совершив полный круг, возвращается к станции отправителю свободно, то она может повторно передавать данные.

Преимущества:

1). Имеется возможность проверки ошибок при передачи данных.

2). Канал используется полностью. Его простои отсутствуют.

3). Протокол может быть реализован в загрузочных сетях.

4). Имеется принципиальная возможность передавать информацию несколькими станциями сетей.

Недостатки:

1). Невозможность передачи кадровой произвольной длины.

2). Относительно небольшое количество станций, при которых этот протокол работает эффективно.