Лабораторная работа N9

Руководство

по использованию программного инструментального комплекса для моделирования локальной сети специального назначения при проведении лабораторных работ по дисциплине " Вычислительные комплексы, системы и сети." (Для студентов специальности 22.01)

А н н о т а ц и я

Программный инструментальный моделирующий комплекс разработан для исследования вероятностно-временных характеристик передачи сообщений в локальной сети специального назначения.

В основу комплекса положена статистическая имитационная модель локальной сети, написанная на языке GPSS/PC. Для управления моделированием и ввода изменяемых исходных данных в GPSS/PC программу, разработана специальная программа, поддерживающая диалоговый интерфейс пользователя с моделью. Для использования в учебно-методических целях программных комплекс адаптирован.

1.Устройство и принципы функционирования локальной сети.

1.1. Назначение и принципы работы лс.

Рис. 1. Структурная схема ЛС

Локальная сеть состоит из N (N=1...99) транспортных станций (ТС), объединяемых кольцевой шиной передачи (рис.1). Назначение ЛС - передача сообщений между источниками и получателями информации (абонентами), подключенными к транспортным станциям сети.

Обмен информацией между абонентами ЛС может осуществляться как в интересах организации распределенных вычислительных процессов, распределенных баз данных, так и в интересах управления распределенными системами управления, объекты которых подключены к транспортным станциям локальной сети в качестве абонентов.

Исследуемая в лабораторной работе ЛС разработана для использования прежде всего для решения задач управления объектами в реальном масштабе времени, что выражается в повышенных требованиях к надежности сети, верности передачи, вероятности доставки сообщений в контрольные сроки.

Абонентами ТС являются объекты обслуживаемой системы управления, и автоматизированные рабочие места операторов (АРМО), на которых отображается осведомляющая информация о ходе процесса управления и формируются управляющие воздействия.

Одна из ТС сети (ТС_01) является ведущей. К ней подключаются средства АРМО - вычислительные комплексы для управления процессами передачи информации по ЛС, включая регистрацию входящих и исходящих сообщений, фиксацию состояния отказа элементов сети, ликвидацию сообщения с ошибочным адресом и другие. Эти функции выполняет микроЭВМ с периферийным оборудованием и специализированным программным обеспечением.

Передача информации между ТС осуществляется по кольцевой шине. Для повышения надежности передачи шина имеет резерв. Переключение на резервную линию происходит автоматически. ТС осуществляет коллективный (случайный множественный) доступ к шине передачи с контролем несущей для избежания конфликтов (с предотвращением коллизий). Контроль несущей состоит в обнаружении на шине при ее прослушивании (приеме) сигнала "линия свободна". В этом случае ТС имеет право начать передачу через интервал времени начального прослушивания Тнп. Этот интервал является индивидуальным для каждой ТС и увеличивается с номером ТС. Для ТС_01 Тнп всегда равно нулю. Таким образом, она имеет минимальную задержку в ожидании подключения к линии связи, то есть наиболее высокий приоритет. Приоритет остальных ТС определяется их порядковым номером в сети.

Передача информации по кольцевой шине осуществляеся в одну сторону. Каждая ТС ретранслирует все сообщения, передаваемые по шине, одновременно анализируя их адрес. Если адрес, указанный в сообщении, и адрес ТС совпадают, то сообщение записывается в буфер данной ТС.

После ретрансляции сообщения всеми ТС, включенными в ЛС, оно поступает в ТС-отправитель и проверяется на наличие ошибок. При отсутствии ошибок и получения специального сигнала от ТС-получателя, сообщение считается переданным. При наличии ошибок производится повторная передача. В случае искажения адреса сообщения или отсутствия ТС-адресата в ЛС, исключение сообщения из шины передачи осуществляется ведущей ТС_01.

Сообщения, поступающие в ТС из внешних источников, могут иметь длину до 5 кбайт. Передача сообщений между ТС ведется пакетами по 256 байт. Скорость передачи по шине составляет около 200 кбайт/с.

Формат сообщения, передаваемого по сети имеет вид:

АП

ИП

АО

ТЕКСТ

КС

Здесь: АП - адрес получателя,

ИП - идентификатор пакета, АО - адрес отправителя, ТЕКСТ - смысловая часть сообщения, КС - признак конца сообщения.

Адреса АП и АО имеют длину по два байта. В них указывается номер ТС-получателя и номера входов в ТС, к которым подключены абоненты - отправитель и получатель.

Идентификатор пакета указывает на принадлежность передаваемого пакета к определенному сообщению.