Реферат: Локальные сети

C О Д Е Р Ж А Н И Е.

Часть 1.

Введение.

Часть 2.

2. 1.  Определение локальныхсетей и их основные характеристики.

2. 2.  Классификацияпротоколов передачи данных.

2. 3.  Выбор показателей дляоценки ППД в ЛС.

Часть 3.

3. 1.  Системы без приоритетов.

3. 1. 1.  Мультиплекснаяпередача с временным разделением (TDM),  или слот.

3. 1. 2.   Вставка регистра.

3. 1. 3.   Система с контролемнесущей (с коллизиями).

3. 1. 4.   Передача маркера.

3. 2.  Приоритетные системы.

3. 2. 1.   Приоритетныеслотовые системы.

3. 2. 2.   Системы с контролемнесущей (без коллизий).

3. 2. 3.   Системы с передачеймаркера (приоритетные).

3. 2. 4.   Приоритетноемаркерное кольцо.

3. 2. 5.   Маркерная шина ( сприоритетом).

Часть 4.

4. 1.  Оценка зависимостипоказателей эффективности ППД типа «маркерное кольцо» от различныхпараметров.

Часть 5.

Заключение.

    

1. 1.  Введение.

С распространением ЭВМнетрудно прeдсказать рост в потребности передачи данных. Некотрые приложения, которыенуждаются в системах связи, могут помочь понять основные проблемы, которыесвязаны с сетями связи.

Существует много приложений, требующихудаленного доступа к базам данных. Простыми примерами являются информационные ифинансовые службы, доступные пользователям персональных ЭВМ.

Также существует многоприложений, требующих дистанционного обновления баз данных, которое можетсочетаться с доступом к данным. Система резервирования авиабилетов, аппаратурыавтоматического подсчета голосов, системы управления инвентаризацией и т. д.  являютсятакими примерами. В приложениях подобного типа имеются множество географическираспределенных пунктов, в которых требуются входные данные.

Еще одним широко известнымприложением является электронная почта,  для людей пользующихся сетью. Такуюпочту можно читать, заносить в файл, направлять другим пользователям, дополняя,быть может,  комментариями, или читать находясь в различных пунктах сети. Очевидно,что такая служба имеет много преимуществ по сравнению с традиционной почтой сточки зрения скорости доставки и гибкости.

В промышленности средств связиуделяется большое внимание системам передачи данных на большие расстояния. Индустрияглобальных сетей (далее ГС) развивается и занимает прочные позиции. Локальныесети (далее ЛС) являются относительно новой областью средств передачи данных. Вданной курсовой работе рассматриваются на достаточно общем уровне топологии ЛСи протоколы.

Промышленность производства ЛСразвивалась с поразительной быстротой за последние несколько лет.  Внедрениелокальных сетей мотивируется в основном повышением эффективности ипроизводительности персонала.  Эта цель провозглашается фирмами- поставщикамиЛС, руководством учреждений и разработчиками ЛС.

Использование ЛС позволяетоблегчить доступ к устройствам оконечного оборудования данных (далее ООД), установленнымв учреждении. Эти устройства не только ЭВМ (персональные, мини- и большие ЭВМ),но и другие устройства, обычно используемые в учреждениях, такие, как  принтеры,графопостроители и все возрастающее число электронных устройств хранения иобработки файлов и баз данных. Локальная сеть представляет канал и протоколыобмена данными для связи рабочих станций и ЭВМ.


В настоящее время многиеорганизации стремятся придерживаться общепринятых протоколов как результатамеждународных усилий, направленных на принятие рекомендуемых стандартов. Цельэтой работы состоит в ознакомлении с этими протоколами, используемыми в ЛС.

ЧАСТЬ 2.

2. 1. Определение локальныхсетей и их основные характеристики.

                                          

Локальные сети составляют одиниз быстроразвивающихся секторов промышленности средств связи, ЛС частоназывают  сетью для автоматизированного учреждения. ЛС описывается обычноследующими характеристиками:

— каналы обычно принадлежаторганизации пользователя;

— каналы являютсявысокоскоростными (1-400 Мбит\с). Устройства ООД подключаются в сеть сиспользованием каналов с меньшей скоростью передачи данных (от 600 бит\с до 56кбит\с);

 - устройства ООД обычнорасполагаются неподалеку друг от друга, в пределах здания или территориипредприятия;

— каналы имеют более высокоекачество по сравнению с каналами ГС;

— расстояние между рабочимистанциями, подключаемыми к локальной сети, обычно составляет от несколькихсотен  до нескольких тысяч футов;

— ЛС передает данные междустанциями пользователей ЭВМ (некотрые ЛС передают речевую и видеоинформацию);

— пропускная способность ЛС, какправило, больше, чем у глобальной сети;

— канал локальной сети обычнонаходится в монопольной собственности организации, использующей сеть. Телефонныекомпании обычно непричастны к владению или управлению каналами. Однакотелефонные каналы предлагают пользователю ЛС широкий диапазон услуг;

— интенсивность ошибок в ЛСзначительно ниже по сравнению с ГС на базе телефонных каналов.

2. 2.  Классификацияпротоколов передачи данных.

Протоколы- это соглашения отом, как коммуникационные компоненты и ООД взаимодействуют друг с другом. Онимогут включать существующие нормативные предписания, которые предусматриваютиспользование какого-либо соглашения или метода в качестве обязательного илирекомендуемого.

Устройства ООД обмениваютсяданными между собой с использованием методов, перечисленных на схеме 1. УстройстваАКД, СРП и ОКД также используют эти методы для связи друг с другом иустройствами ООД.

Большинство протоколов, упомянутыхна  данном рисунке, называют линейными (канальными)протоколами или протоколамиуправления каналом (звеном данных) — УК. Они называются так потому, чтоуправляют потоками трафика между станциями на одном физическом канале связи.

Канальные протоколы управляютвсем коммуникационным трафиком в канале. Например, если коммуникационный портимеет несколько пользователей, которые имеют к нему доступ, УК отвечает за то, чтобыданные всех пользователей были переданы без ошибок в принимающий узел канала.

Протоколы управления каналомпри осуществлении управления каналом связи выполняют строго определенные этапы:

— установление связи. Если АКДимеет физическое соединение с удаленной АКД, УК «квитирует установлениесвязи» с удаленным УК, чтобы гарантировать, что обе системы готовы кобмену данными;

— передача информации. Производитсяобмен данными пользователя по каналу связи между двумя устройствами. УКосуществляет  контроль возможных ошибок передачи и посылает подтверждениеобратно передающему устройству;

— окончание связи. УКпрекращает управление каналом; это означает, что данные не могут передаваться дотех пор, пока связь не будет установлена снова. Как правило УК удерживает каналв активном состоянии, пока пользователи хотят производить обмен данными.

Один из широкораспространеннных подходов к управлению каналом связи относится к использованиюпротокола первичный\вторичный или главный\подчиненный. этот метод выделяет вкачестве первичного узла в канале одно из устройств ООД, АКД или ОКД. Первичный(главный) узел управляет всеми остальными станциями, подключенными к каналу, иопределяет, когда и какие устройства могут производить обмен данными. Системытипа первичный\вторичный могут быть реализованы на основе несколькихспециальных технологий, приведенных на схеме 1.

Второй известный подходреализуется на основе равнорангового протокола (или одноуровневого, однорангового).В этом методе не предусмотрен первичный узел, а предполагается одинаковыйстатус всех узлов канала. Однако узлы могут и не иметь равноправный доступ всеть, поскольку им может быть предварительно присвоен разный приоритет. Тем неменее отсутствие первичного узла обычно обеспечивает равные возможностииспользования сетевых ресурсов. Равноранговые системы часто находят применениев локальных вычислительных сетях, а также в некоторых гибридных системах, показанныхна схеме.

В структуре локальной сетиобычно отсутствует главная станция, управляющая трафиком в канале. Так как дляЛС характерны небольшие значения времени распространения сигналов, высокиескорости работы канала и малые значения интенсивности ошибок, не требуется, чтобыв локальной сети использовались сложные протокольные механизмы установлениясоединения, опроса\выбора, положительного и отрицательного подтверждения(квитирования).

Рассмотрим в  части 3 болееподробно протоколы, используемые в ЛС.

2. 3.  Выбор  показателей  дляоценки  ППД  в  ЛС.

Для того чтобы выбрать тот, илииной ППД, применяемый в локальной сети нужно выбрать какие-либо показатели, которыепомогали бы оценить эффективность применения именно данного ППД в ЛС сопределенной топологией. Это необходимо, чтобы обосновать выбор наиболее подходящегодля данного случая протокола.

Так как во многих сетяхотсутствует главная станция, одним из критериев оценки может быть возможностьдецентрализованного управления.

При передаче данных важнымусловием является их безошибочность. При наличии конкурирующих станций (конфликтной ситуации) имеется возможность искажения информации, поэтомуследующим показателем эффективности можно считать наличие или отсутствиеконфликтных ситуаций.

Пользователи локальной сетиобычно обладают различной по важности информацией, т. о.  пользователи с болееважной информацией должны иметь право на внеочередную передачу (т. е.  болеевысокий приоритет). Таким образом третьим критерием можно выбрать возможностьприоритетного обслуживания.

При большой загрузке сетинужно, чтобы была возможность одновременной  передачи несколькими абонентами, т.о.  обеспечивается полное использование канала.  Это будем считать следующимпоказателем.

Для того, чтобы полностьюиспользовать дорогостоящие ресурсы сети, пользователь должен иметь возможностьполного использования канала. Так как сети часто достаточно загружены, то однимиз важнейших критериев эффективности использования ППД — возможность работы взагруженных сетях.

ЧАСТЬ 3.

3. 1.  Системы без приоритетов.

3. 1. 1.  Мультиплекснаяпередача с временным разделением

                             (TDM),  или слот.

Мультиплексная передача свременным разделением (TDM) является, возможно, самым простым примеромравноранговых неприоритетных систем. В системе TDM каждой станции выделяетсяинтервал времени (слот) использования канала связи и все интервалыраспределяются поровну между пользователями. Каждый пользователь во времяэтого  интервала времени получает канал в свое полное распоряжение. Метод TDMиспользуется как в ЛС, так и ГС.

3. 1. 2.   Вставка регистра.

В ряде сетей с кольцевойтопологией для управления трафиком используется метод  вставки регистра. Любаястанция может вести передачу при условии, что канал находится в состоянии покоя.Если во время передачи она получает кадр, он записывается в регистр ипередается вслед за кадром станции. Этот подход допускает «подсадку»в кольце нескольких кадров. Вставка регистра является развитием метода«слотированного кольца».


3. 1. 3.   Система с контролемнесущей ( с  коллизиями).

Сети с контролем несущей (сколлизиями) являются еще одним примером  равноранговых бесприоритетных систем. Этотметод широко  используется в локальных вычислительных сетях. В сети с контролемнесущей все станции имеют равное  право  на использование канала. (Однако можноввести систему приоритетов на основе различных времен выдержки для различныхустройств). Прежде чем начать передачу, требуется, чтобы станции«прослушали» канал и определили, является ли канал активным (т. е.  ведет ли какая-либо другая станция передачу данных по каналу). Если канал находится всостоянии покоя, любая станция, имеющая данные для передачи, может послать свойкадр в канал. Если канал занят, станции должны ждать

Иллюстрацией сети с контролемнесущей (с коллизией) является рис. 1. Станции А, В, С и D подключены к шинеили каналу (с горизонтальной топологией) с помощью шинных  интерфейсныхустройств. Предположим, что станции А и В должны передать данные; однако в этовремя канал использует станция D, поэтому интерфейсные устройства  станций А иВ «слушают» и ждут окончания передачи кадра из станции D. Как тольколиния переходит в состояние покоя (рис 1 б), станции А и В пытаются захватитьканал.

В сетях с контролем несущейпредусмотрено несколько методов захвата канала. Одним из методов является метод«ненастойчивого» контроля несущей, обеспечивающего всем станциямвозможность начинать передачу немедленно после того, как обнаруживается, что канал свободен (без арбитража перед передачей). В случае если канал занят, станциивыжидают случайный период времени перед тем, как  снова  проверить состояниеканала. Другим методом, который используется в системах с квантованием времени,является метод«р-настойчивого» контроля несущей; он предусматриваетдля каждой станции некотрый алгоритм ожидания (р означает вероятность). Например,станции А и В не начинают немедленно передачу после того, как контрольобнаружил, что канал перешел в состояние покоя; в этом случае каждая станциявызывает программу генерации случайного числа — времени ожидания (обычнонесколько микросекунд). Если станция обнаруживает, что канал занят, онавыжидает некотрый период времени   (слот) и делает новую попытку. Онапроизведет передачу в освободившийся канал с вероятностью р  и с вероятностью1-р  отложит передачу до следующего слота. Однако, имеется еще один метод — «1-настойчивого» контроля несущей, предусматривающий, что станцияначинает передачу сразу же после того, как обнаруживает, что канал находится всостоянии покоя. Когда возникает коллизия, перед тем как  снова произвестиконтроль канала, станции выжидают в течение случайного периода времени. Этотметод называется «1-настойчивым» потому, что станция производитпередачу с вероятностью 1, когда обнаруживает, что канал свободен.

Метод«р-настойчивого» контроля разработан с двоякой целью: во-первых, уменьшитьвремя пребывания канала в  состоянии покоя, что обеспечивается методом«1-настойчивого» контроля несущей, и, во-вторых,  уменьшитьвероятность коллизий, на что направлен метод «ненастойчивогоконтроля»Однако величина р должна быть выбрана достаточно небольшой, чтобыобеспечить приемлимые эксплутационные характеристики. Это может показатьсяудивительным, но многие поставщики и рабочие  группы по стандартизацииоказывают предпочтение методу «1-настойчивого» контроля.

Продолжая рассматриватьсистемы с контролем несущей, будем считать, что станция А на рис.  1взахватывает канал до того, как  станция В имеет возможность закончить своеожидание в течение случайно выбранного времени. По истечении этого времени она«прослушивает» канал и определяет, что А начала передачу данных изахватила канал. Следовательно, в условиях занятости канала необходимо придерживаться одного из трех методов пока он не освободился

Так как требуется некотороевремя, чтобы данные, переданные станцией А,  достигли станции В, станция Вможет и не знать, что в канале распределяется сигнал. В этой ситуации канал Вможет передавать свой кадр, даже если предположить, что станция А захватилаканал. Эта проблема называется окном коллизии. Окно коллизии — это факторзадержки распространения сигнала и расстояния между  двумя конкурирующимистанциями. Например, если А и В отстоят друг от друга на расстоянии 1 км, сигналустанции А потребуется примерно 4, 2мкс, чтобы достичь станции В. За это время Вимеет возможность начать передачу, что приводит к коллизии со станцией А.

Сети с контролем несущейобычно реализуются в локальных сетях, потому что окно коллизии увеличивается помере увеличения длины глобального канала. В протяженном канале возникает большеколлизий и уменьшается пропускная способность сети. Обычно большая задержкараспространения (большая задержка до того момента, когда некоторая станцияузнает о том, что другая станция ведет передачу) вызывает большую вероятностьколлизий. Большая длина кадров может уменьшить эффект длительной задержки.

В случае коллизии станцииимеют возможность определить искаженные данные. Каждая станция способнаодновременно вести передачу и «слушать». Когда происходит наложениедвух сигналов, в уровне напряжения в канале возникают аномалии, которыеобнаруживаются станциями, участвующими в коллизии. Эти станции прекращаютпередачу и после случайного времени ожидания пытаются снова захватить канал. Случайностьвремени ожидания является определенной гарантией того, что коллизия неповторится, так как мало вероятно, что в конкурирующих станциях будетсгенерировано одинаковое случайное время ожидания.

Сети с контролем несущейобобщены в табл. 1.

3. 1. 4.  Передача  маркера.

Передача маркера — это ещеодин метод,  широко  используемый для реализации равноранговых неприоритетных иприоритетных систем. Приоритетные системы  будут рассмотрены позднее. Этотметод применяется во многих локальных сетях. Некотрые системы с передачеймаркера реализованы на основе горизонтальной шинной топологии, другие — наоснове кольцевой топологии.

Станции подключаются к кольцус помощью кольцевого интерфейсного устройства (КИУ). Каждое КИУ отвечает законтроль данных, проходящих через него, а также за функцииусиления-формирования сигнала (регенерацию сообщения) и передачу его доследующей станции. Если адрес заголовка сообщения показывает, что данныепредназначены некоторой станции, интерфейсное устройство копирует данные  ипередает информацию устройству ООД пользователя или устройствам ООД, подключеннымк нему.

Если кольцо находится всостоянии покоя (то есть кольцо не занимают никакие данные пользователя), «свободный»маркерпередается по кольцу от узла к узлу. Маркер используется для управленияиспользованием кольца с помощью индикации состояний «свободен» или«занят». Наличие занятого маркера является признаком того, чтонекоторая станция захватила кольцо и передает данные. Свободный маркер означает,что кольцо свободно и что любая станция, имеющая данные для передачи, можетиспользовать маркер для передачи данных. Управление кольцом последовательнопередается по кольцу от узла к узлу. Этот метод реализуется в системах  с явныммаркером, называемых так потому, что любой станции разрешено передавать данные,когда она получает свободный маркер.

В то время, когда станциявладеет маркером, она контролирует сеть. Захватив маркер (т. е.  пометив егопризнаком «занят»), передающая станция (станция А на рис.  2)помещает данные вслед за маркером и передает эти данные в кольцо. Мониторные функцииКИУ заключаются в регенерации сигнала, проверке адреса в заголовке данных ипередаче  данных следующей станции. В конце концов данные будут полученыстанцией-отправителем. Эта станция должна будет пометить маркер признаком«свободен» и передать его следующей станции в кольце. Это требованиепредотвращает монополизацию всего кольца одной станцией. Если маркер обходиткольцо и его не использует ни одна станция, то эта станция (отправитель) можетопять захватить маркер и передать данные.

В некоторых системахпредусматривается, что маркер удаляется из кольца, кадр другого пользователяпомещается после первого элемента данных, а маркер помещается позади последнегоэлемента данных. Это дает эффект «подсадки» кадров  ( piggybacking) всети, аналогичной вставке регистра, который приводит к циркуляции в кольцекадров нескольких пользователей. «Подсадка» особенно эффективна вслучае больших колец, для которых характерно большое время задержки передачи покольцу.

Маркерная шина.  Системы, основанныена маркерной шине, обеспечивают доступ к каналу таким образом, как если бы онбыл физическим кольцом. Протокол устраняет коллизии, которые могут иметь местов системах с контролем несущей ( с коллизиями) и допускают использование каналанекольцевого (шинного) типа. Простой пример такой системы представлен на рис. 3.

Необходимо помнить, чтомаркерная шина не требует физического упорядочения станций, подключенных к шине.С помощью механизма логической конфигурации может быть обеспечен любой порядокпередачи станцией маркера.

Протокол используетуправляющий кадр, называемый правом доступа или маркером доступа. Этот маркерпредоставляет шину в исключительное распоряжение станции. Станция, удерживающаямаркер, использует шину в течение периода времени, необходимого для посылки иприема данных (или даже для опроса других станций), а затем передает маркеропределенной станции. В шинной топологии все станции «слушают» канали могут получить маркер доступа, но единственная станция, которая имеетвозможность захватить канал,  - это станция, которая указана в маркере доступа.Все другие станции должны ждать своей очереди, чтобы получить маркер.

Станции получают маркер вциклической последовательности, что и образует логическое кольцо в физическойшине. Этот вид передачи маркера называется  явной маркерной системой, посколькушинная топология требует упорядочения использования канала станциями.

3. 2.  Приоритетные системы.

Важная группа сетевых системпередачи данных — это равноранговые приоритетные системы. Как следует из классификации(схема 1), эти системы представлены тремя подходами: приоритетный слотовый, контрольнесущей (без коллизий) и передача маркера (с приоритетами).

3. 2. 1.  Приоритетныеслотовые системы.

Приоритетные слотовые системыподобны обычным системам с квантованием времени и мультиплексированием, которыебыли рассмотрены нами ранее. Однако использование канала производится наприоритетной основе. Например, для использования канала можно предложитьследующие критерии для установления приоритетов:

— предшествующее владениеслотом (квантом времени);

— время ответа, котороеудовлетворяет станцию;

— объем передаваемых данных;

— требования к характеристикампередачи данных в течение суток.

Приоритетные слотовые системымогут быть образованы без главной станции. Управление использованием слотовобеспечивается путем загрузки параметров приоритетов в каждой станции.

Приоритетные слотовые системышироко используются в спутниковой связи.

3. 2. 2.  Системы с контролемнесущей (без коллизий).

Системы этого типа имеют многообщих черт с сетями, основанными на контроле несущей (с коллизиями). Основноеотличие состоит в использовании специальной логики для предотвращениявозникновения коллизий. Системы без коллизий можно реализовать с помощьюметодов и средств, аналогичных тем, которые используются в слотовой сети. Ещеодин подход состоит в том, чтобы использовать в сети дополнительное  устройство,называемое таймером или арбитром. Это устройство определяет, когда станцияможет вести передачу без опасности коллизий. Временные параметры определяютсякаждой станцией; главная станция для использования канала не предусмотрена.

Каждый порт имеетпредварительно установленный временной порог. После того как этот  временнойпорог пройден, порт на основании некотрого временного параметра определяет, когдаможно вести передачу. (Это напоминает концепцию «захвата» маркера. )Значениявремени могут устанавливаться на приоритетной основе, причем у порта снаивысшим приоритетом переполнение таймера наступает раньше всего. Если этот портне намерен вести передачу, канал будет находиться в состоянии покоя. Станция соследующим по величине приоритетом обнаруживает, что канал свободен. Ее  таймерпоказывает, что лимит времени, когда может вестись передача, не исчерпан, поэтомуона может захватить канал.

Станции с высоким приоритетомв случае, если они не ведут передачу, переводят канал в состояние покоя, чтопозволяет станциям с более низким приоритетом использовать его. В традиционныхслотовых сетях время покоя представляет собой не что иное, как упущенныевозможности для передачи данных. Однако сеть без коллизий использует арбитра, чтобыдать возможность станции со следующим по величине приоритетом в каналезахватить время покоя, если у нее есть данные, которые необходимо передать. Этотподход значительно уменьшает время покоя канала.

3. 2. 3.  Системы с передачей маркера (приоритетные).

Последний пример одноранговыхприоритетных систем — это улучшенная схема передачи маркера, предполагающаядополнительное использование приоритетов в маркерной сети, как правило, маркерномкольце. Каждой системе,  подключаемой к маркерной сети, приписывается некоторыйприоритет. Обычно назначается восемь приоритетов. Назначение приоритетнойсистемы с передачей маркера состоит в том, чтобы дать каждой станциивозможность зарезервировать использование кольца для следующей передачи покольцу. Когда маркер и данные распространяются по кольцу, каждый узеланализирует маркер, который содержит поле резервирования. Если собственныйприоритет узла выше, чем значение приоритета в поле резервирования, онувеличивает значение поля резервирования до своего уровня, тем самым резервируямаркер на следующий цикл. Если какой-то другой узел не увеличит еще большезначение поля резервирования, этой станции разрешается использовать маркер иканал во время следующей передачи  по кольцу.

Станция, захватывающая маркер,должна запоминать предыдущее значение поля резервирования в области своейвременной памяти. После «высвобождения» маркера, когда он завершитполный оборот по кольцу, станция восстанавливает предыдущий запрос к сети, имеющийболее низкий приоритет. Таким образом, как только маркер в следующем цикледелается свободным, станции с наивысшим значением резервирования разрешаетсяего захватить. Приоритетные системы с передачей маркера широко применяются в ЛС,поэтому рассмотрим их более подробно.

3. 2. 4.  Приоритетноемаркерное кольцо.

В маркерном кольце(приоритетном) для обеспечения доступа к сети на основе приоритетовиспользуется маркер. У этого подхода есть много общего с обычным кольцом спередачей маркера. Например, маркер передается по кольцу и в самом маркереимеется индикатор, указывающий, занято или свободно кольцо. Маркер циркулируетнепрерывно по кольцу, проходя через каждую станцию. Если станция желаетпередать данные и маркер свободен, она захватывает кольцо, превращая маркер виндикатор начала-кадра-пользователя, добавляя при этом данные и управляющиеполя  и посылая кадр по кольцу к следующей станции.

Предполагается, что каждаястанция просматривает маркер. Если оказывается, что маркер занят, принимающаястанция должна регенерировать его и передать следующей станции. Копированиеданных требуется только в том случае, если данные должны быть переданыприкладной системе конечного пользователя, связанной с этим конкретным узлом. Послетого как информация вернется на исходную станцию, которая произвела передачуданных, маркер снова восстанавливается в исходном виде (инициируется) ипередается в кольцо.

В системах с передачей маркера(с приоритетами) станции имеют приоритеты, устанавливаемые для доступа к сети. Этодостигается путем размещения в маркере индикаторов приоритета.

Общие принципы работымаркерного кольца. Предположим, что к маркерному кольцу подсоединены пятьстанций.  

Станция А обладает приоритетомдоступа 1 (самым низким), станции B и D — приоритетами 2,  а станции С и Еимеют приоритет 3 (самый высокий). Предположим, что станция А уже захватилакольцо и передает кадры данных. В маркере имеется бит, который установлен в 1для индикации того, что маркер занят. Следующая последовательность событийиллюстрирует один из подходов к приоритетной передаче маркера:

* Станция В получает кадр. Унее есть данные для передачи, поэтому она записывает свой приоритет, равный 2 вполе резервирования в маркере. Далее она передает маркер станции С.

* Станция С также определяет, чтокольцо занято. У нее есть данные для передачи; она помещает 3 в полерезервирования вместо 2, записанной станцией В. Станция С затем передает кадрстанции D. D должна уступить, она не может поместить свой приоритет 2 в полерезервирования, потому что там находится приоритет 3. Следовательно, она передает кадр станции Е, которая анализирует поле резервирования. Видя, что вэтом поле записано 3, она ничего не предпринимает, поскольку ее приоритет тожеравен 3.

* Станция А получает назадкадр. Она освобождает кольцо, восстанавливая маркер и передавая его станции В.

* Станции В не разрешеноиспользовать маркер, потому что поле резервирования в маркере имеет значение 3,что на единицу больше приоритета станции В.

* Станции С разрешаетсязахватить маркер, так как приоритет 3 не меньше индикатора приоритета в маркере.Она вводит данные в кольцо  и посылает кадр станции D.

* Станции D не разрешаетсязаписать свой приоритет 2 в поле резервирования. Поэтому она просто передаеткадр станции Е.

* Е замещает приоритет станцииВ своим приоритетом, равным 3, и передает кадр станции А.   А,  поскольку  ееприоритет равен 1, не меняет значения поля резервирования.

* В также не меняет значенияполя резервирования, так как приоритет этой станции равен 2.

* С получает обратно свой кадри должна освободить кольцо. Она делает это и передает маркер станции.

* Станции D не разрешаетсязахватить кольцо, поскольку ее приоритет 2 меньше индикатора поля резервирования,равного 3. Она передает маркер Е.

* Е захватывает кольцо, посколькуее приоритет 3 не меньше индикатора резервирования, равного 3.

Как показано на рис. 4, маркерпередается по кольцу от узла к узлу. Когда узел получает данные, которые предназначеныстанции в этом узле, он копирует данные для станции пользователя и передаеткадр следующему узлу. Когда полный (занятый) маркер обращается к кольцу, станциипретендуют на его использование во время следующей передачи по кольцу. В даннойситуации, если у всех станций есть данные для передачи, маркером фактическиобмениваются за каждый проход две станции: С и Е, так как они имеют в кольценаивысший приоритет. Однако в большинстве ситуаций станции, имеющие наибольшийприоритет, не всегда будут вести передачу при каждом обороте маркера. Следовательно,кольцевая конфигурация с приоритетами дает возможность станциям с низкимприоритетом захватить кольцо в случае неактивности станций с более высокимприоритетом.

3. 2. 5.  Маркерная шина (сприоритетом).

Маркер (право на передачу)передается от станции к станции в убывающем порядке численных адресов станций. Когдастанция определяет, что маркерный кадр адресован ей, она может перередаватькадры данных. Когда станция заканчивает передачу кадров данных, она передаетмаркер следующей станции в логическом кольце. Владея маркером, станция можетвременно делегировать свое право передачи другой станции, посылая кадр данныхзапрос-с-ответом.

После того как станциязавершает передачу кадров данных, которые у нее были, станция передает маркерследующей станции в логическом кольце путем передачи маркерного управляющегокадра.

Послав маркерный кадр, станцияслушает среду, чтобы удостовериться, что станция-преемник «услышала»маркерный кадр и находится в активном состоянии. Если станция-отправительопределяет, что вслед за маркером послан действительный кадр, она считает, чтостанция-преемник владеет маркером и ведет передачу. Если отправитель маркера не«слышит» действительного кадра, следующего за переданным ею маркером,она пытается оценить состояние сети и может принять меры для обхода неисправнойстанции путем установления нового преемника. В случае более серьезныхнеисправностей делаются попытки заново инициировать кольцо.

Если станция-преемник не ведетпередачу, станция-отправитель обычно считает, что преемник находится внерабочем состоянии. Отправитель затем передает кадр «кто следующий»(«who follows»), содержащий адрес своего предшественника. Станция, адреспредшественника которой совпадает с адресом «кто следующий», посылаеткадр «установить преемника»(«set successor»), содержащий ееадрес. Таким образом производится обход отказавшей станции в сети.

Добавление станций к сетипроизводится в соответствии с подходом названным «окна ответа».

* Когда станция владеетмаркером, она передает кадр «санкция-на-преемника»(solicit-successor). Адрес в кадре лежит между адресами этого узла и следующейстанции-преемника.

* Владелец маркера ожидаетвремя, равное длительности одного окна (длительность слота, равная двум максимальнымзадержкам распространения сигнала по шине).

* Если ответа нет, маркерпередается узлу-преемнику.

* Если ответ есть, запрашивающийузел посылает кадр «установить преемника» и владелец маркера меняетадрес своего узла-преемника. Запрашивающий узел получает маркер, устанавливаетсвои адреса и продолжает работу.

Узел может «выпасть»из последовательности передачи. Получив маркер, узел посылает своемупредшественнику кадр «установить преемника», который приказываетследующему узлу передать маркер его преемнику.

Хотя на рис.  3 система смаркерной шиной относится к классу равноранговых сетей без приоритетов, имеютсянеобязательные возможности (опции) включения класса сервиса, которые делаютсистему приоритетно-ориентированной. Опция класса сервиса позволяет станциям осуществлять доступ к шине на основе одного из четырех типов передаваемыхданных:

* Синхронный — класс 6

* Асинхронный срочный — класс4

* Асинхронный обычный — класс2

* Асинхронный в доступноевремя -класс 0.

Станции, владеющей маркером, разрешаетсяосуществлять управление шиной на основе таймеров приоритета. Таймерыпредоставляют большее время более высоким классам трафика.

ЧАСТЬ 4.

             

4. 1.  Оценка зависимостипоказателей эффективности ППД типа «маркеное кольцо»  от различныхпараметров.

В главе 2. 3.  былиперечислены показатели эффективности ППД. Рассмотрим насколько эффективнымявляется использование ППД типа «маркерное кольцо» с точки зренияэтих показателей.

«Маркерноекольцо»достаточно эффективно работает без централизованного управления.

С точки зрения конфликтныхситуаций этот ППД считается достаточно надежным. В данном случае конфликтныеситуации не возникают, так как любая станция может передавать данные толькопосле захвата маркера.

Также в маркеном кольцеимеется и широко применяется возможность приоритетного обслуживания.

При использовании ППД этоготипа обеспечивается полное использование канала. Немаловажным преимуществом ППДтипа «маркерное кольцо» является возможность использования взагруженных сетях.


ЧАСТЬ 5.

Заключение.

В данной работе былипроанализированы и оценены протоколы и топологии, используемые в локальныхсетях. В общем виде было рассмотрено как обмениваются данными устройства ООД вЛС.

Данная оценка протоколов итопологий обусловлена характеристикой ЛС, где следует учитывать, что выборрациональной схемы подключения и мультиплексирования не является критическойпроблемой, что нельзя сказать о глобальной сети.

Большинство ЛС используютпротоколы, которые были детально описаны и оценены в части 3. В описание быливключены существующие нормативные предписания, которые предусматриваютиспользование какого-либо соглашения или метода в качестве обязательного илирекомендуемого.

Список использованнойлитературы:                

1.  Ю. Блэк  «Сети ЭВМ:протоколы   стандарты  интерфейсы» Москва, Изд-во «Мир»  1990

2.  А. В.  Бутрименко «Разработка и эксплуатация сетей ЭВМ» Москва,  Изд-во «Финансы истатистика» 1990

3.  Д.  Бертсекас,  Р. Галлагер «Сети передачи данных» Москва,  Изд-во «Мир» 1989

4.  А. В.  Гаврилов «Локальные сети ЭВМ» Москва,  Изд-во «Мир „   1990.

                      

еще рефераты
Еще работы по компьютерным наукам