Локальные вычислительные сети с асинхронным пропорциональным доступом, страница 2

Рассмотрим временные характеристики маркерного кольца. Предположим, что время прохождения сигнала по кольцу, включая тактовые задержки в регистрах интерфейсных блоков, равно T. Рассмотрим модель с исчерпывающим обслуживанием, при котором время переключения канала между абонентами равно T/N. Пусть длина пакетов постоянна и равна B (с). Для многометочного кольца средняя задержка передачи WММ , выраженная в единицах B, может быть получена из выражения (2) и приближенно (с учетом трех слагаемых) равна


Рисунок 3. Последовательность передачи данных в многометочном
кольце при однократном обслуживании

                                                                       (3)

При этом S = λB, T/B = a +α, a = τ/B = τ fd /b, α = /b, где τ – максимальная задержка в пассивной (кабельной) части кольца; ω - тактовая задержка (длина регистра) в каждом интерфейсном блоке; b – длина пакета в битах. Слагаемые в выражении (3) аналогичны слагаемым формулы (2).

При использовании однократного обслуживания источников максимальное время доступа к каналу любого источника постоянно и для многометочного кольца составляет (N-1)B + T. Емкость канала С для многометочного кольца соответственно равна                                                                      (4)

Формула (4) показывает достоинства пропорционального доступа в последовательном канале – слабую зависимость емкости канала при больших N (N > 10) от других параметров.

Однометочное маркерное кольцо. В проекте стандарта 802 запуск сети производит источник с наибольшим номером. Этот источник выделяется приоритетным способом следующим образом. Каждый источник разрывает кольцо в своем интерфейсном блоке и начинает непрерывно передавать в кольцо свой номер. Одновременно он проверяет приходящий к нему по кольцу номер. Если этот номер больше его собственного, то он прекращает передачу номера и восстанавливает проходимость кольца. Если источник получает собственный номер, то он уничтожает в кольце переданные им номера и передает в кольцо маркер. Этот способ запуска является детерминированным и обеспечивает запуск за гарантированное время, независимо от количества источников и от загрузки сети в момент перезапуска.


В стандарте 802 для маркерного кольца изъятие маркера осуществляется посредством обнуления соответствующих ему разрядов в метке. Метка с нулевыми разрядами отмечает начало пакета в кольце. На рисунке 4 показана последовательность действий при передаче пакета в однометочном маркерном кольце в различные моменты времени. В стандарте 802 источник может передать в кольцо маркер только после приема из кольца синхрометки пакета (рис.4, в), но до получения самого пакета. Такое кольцо называется однометочным.

Рис. 4. Последовательность передачи данных в однометочном кольце при однократном  обслуживании

Максимальное время доступа к каналу любого источника для однометочного маркерного кольца будет

(N-1)B при B ³ T

NT       при B < T.

Емкость канала С для однометочного кольца соответственно равна

,    при a + a £ 1;

,          при a + a > 1.

Однопакетное маркерное кольцо. В сети ILLINET (создана в университете штата Иллинойс) каждый источник начинает запуск сети, если обнаруживает отсутствие маркера в кольце в течение заданного времени. Это время для всех абонентов задается одинаковым. Источник i передает маркер в момент iT, если только до момента iT маркер в кольце продолжает отсутствовать. Здесь T - время прохождения сигнала по кольцу. Этот способ запуска имеет те же достоинства, что и предыдущий. В этой сети источник заменяет метку-маркер на метку-флаг, который синхронизирует начало пакета для передачи (как в стандарте HDLC).


Таким образом, во всех случаях метка с изъятым маркером синхронизирует начало пакета в кольце. Она уничтожается вместе со  следующим за ним пакетом, когда они возвращаются по кольцу к породившему их источнику. На рисунке 5 показана последовательность действий при передаче пакета в однопакетном маркерном кольце в разл
 
ичные моменты  времени.

Рис.5. Последовательность передачи данных в однопакетном кольце
 при однократном обслуживании

В сети ILLINET источник передает в кольцо маркер только после уничтожения в кольце всего переданного пакета (рис.5, г). Кольцо, содержащее только таких абонентов, называется однопакетным.

В однометочном и однопакетном кольцах проще диагностика кольца, чем в многометочном, но больше задержки передачи пакетов из-за непроизводительных затрат времени на ожидание возвращения ранее переданного пакета.

Максимальное время доступа к каналу любого источника для однопакетного маркерного кольца будет (N-1)(B + T) + T. При этом максимальное время передачи пакетов данных от (N-1) источников составит (N-1)B, а минимальное время передачи маркера для (N-1) источников будет (N-1)T.

Емкость канала С для однопакетного кольца равна

.                                               (6)

Временные характеристики многометочного, однометочного и однопакетного маркерного кольца с однократным обслуживанием можно оценить по формуле, являющейся обобщением формулы (3) для случая, когда на обслуживание одного абонента затрачивается время В +H.

,                                                                          (7)

где r = S(1 + h); h = H/B.

При этом H=T для одопакетного кольца; H=T-B для однометочного кольца при В £ T; H = 0 – в остальных случаях. Если h = a + a, то справедливо следующее:

-для многометочного кольца           hмм = 0;

- для однометочного кольца            hом = 0 при a + a £ 1;

hом = a + a - 1 при a + a > 1;

-для однопакетного кольца hоп = a + a.

Маркерная шина. Передача маркера возможна не только в последовательном кольцевом канале, но и в шинном канале, который может использоваться при стремлении сохранять работоспособность независимо от работоспособности интерфейсных блоков отдельных абонентов. Маркерная шина обеспечивает гарантированное время доступа к каналу. Роль маркера выполняет специальный короткий пакет, содержащий имя абонента, для которого наступила очередь доступа к каналу. Этот абонент выделяется специальной процедурой при запуске сети или адресуется предыдущим маркером. Если абонент не является источником, он передает маркер сразу же дальше следующему абоненту, а если он является источником, то передает маркер только после передачи данных. При передаче маркера в него заносится адрес следующего по очередности абонента. При этом допускается любая очередь абонентов, но в стандарте 802 используется только циклическая очередность, при которой очередь устанавливается в порядке убывания адресов с помощью специальной процедуры при запуске сети. Запуск сети и установление очередности абонентов базируется на децентрализованном кодовом управлении, которое заключается в том, что абоненты синхронно по разрядам передают в шину свои адреса с отключением тех абонентов, которые передают меньшее значение очередного разряда. В результате остается абонент с самым старшим адресом.