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.

Существуют несколько групп методов доступа, основанных на временном разде­лении:

□ централизованные и децентрализованные;

□ детерминированные и случайные.

Централизованный доступ управляется из центра управления сетью, например от сервера. Децентрализованные методы доступа функционируют 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 методам относятся:

□ 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.

Дата добавления: 2014-01-03