3.3.3.1. Управление обменом в сети типа «звезда»

При данной топологии все периферийные абоненты могут решить передавать одновременно. Чаще всего центральный абонент может производить обмен только с одним из периферийных абонентов. Поэтому в любой момент надо выделить только одного абонента, ведущего передачу. Здесь возможны два решения.

Первое из них можно назвать «Активный центр». В этом случае центральный абонент (Ц) (рисунок 3.9) посылает запросы (управляющие пакеты) по очереди всем

Рисунок 3.9

периферийным абонентам. Периферийный абонент, который хочет передавать (первый из опрошенных), посылает ответ или же сразу начинает передачу. После окончания этого сеанса центральный абонент продолжает опрос по кругу. Периферийные абоненты имеют в данном случае так называемые географические приоритеты, а именно: максимальный приоритет у того из них, кто ближе расположен к последнему абоненту, закончившему обмен. Если же захочет передавать центральный абонент – он передает без всякой очереди.

Второе возможное решение – «Пассивный центр». В этом случае центральный абонент по очереди не опрашивает, а слушает всех периферийных абонентов (т.е. принимает информацию только от одного из них). Те периферийные абоненты, которые хотят передать, периодически посылают запросы и ждут на них ответа. Когда центр принимает запрос, он отвечает запросившему абоненту (разрешает передачу), и тот передает. Приоритеты здесь такие же, как и в предыдущем случае.

Как в первом, так и во втором случае управление обменом централизованное. Все решения все решения о порядке обмена принимает единый центр (центральный абонент).

Преимущества централизованного управления достаточно очевидны: принципиальная невозможность любых конфликтов между абонентами (все решения принимаются в одном месте), а также гарантированное время доступа, то есть время, проходящее от момента возникновения желания передать до момента начала передачи, поскольку передача осуществляется строго по очереди и время доступа не превысит заранее известной величины – суммарного времени передачи своих пакетов всеми периферийными абонентами.

Недостатки централизованного управления связаны с низкой устойчивостью этого метода к отказам центрального абонента, а также с недостаточной гибкостью (центр всегда работает по заданному жесткому алгоритму) и низкой скоростью управления, поскольку даже если все время передает только один абонент, ему приходится ждать, пока центр опросит всех;

3.3.3.2. Управление обменом в сети типа «кольцо»

Кольцевая топология имеет свои особенности при выборе метода управления обменом. Важным фактором является то, что любой пакет, посланный по кольцу, последовательно пройдя всех абонентов, через некоторое время возвратится в ту же точку (топология замкнутая). Отметим, что сети типа «кольцо» бывают однонаправленными и двунаправленными. Мы рассмотрим только однонаправленные, как более распространенные.

Маркерный метод управления – относится к детерминированным методам. Поэтому любые конфликты в сети принципиально исключены. Идея метода маркерного управления состоит в том, что по «кольцу» запускается специальный пакет, называемый маркером, который отмечает время возможного начала передачи, т.е. играет роль своеобразной временной метки. Этот маркер непрерывно ходит по «кольцу», синхронизируя работу абонентов сети. Алгоритм управления предполагает следующую последовательность действий (рисунок 3.10):

Рисунок 3.10

а) абонент 1, желающий передать, ждет так называемый «свободный маркер» (маркерный пакет, помеченный в специально выделенном поле как свободный). Получив такой маркер, абонент 1 помечает его как занятый (изменяет соответствующие биты), добавляет к нему свой пакет и отправляет полученную связку (занятый маркер и пакет) дальше в кольцо;

б) каждый абонент (2,3,4), получивший этот «паровозик», проверяет, ему ли адресован пакет. Если пакет не его, абонент отправляет его дальше по «кольцу»;

в) абонент, распознавший адресованный ему пакет (в нашем случае это абонент 3), принимает этот пакет, устанавливает в маркере специально выделенный бит подтверждения и отправляет «паровозик» из занятого маркера с подтверждением и пакета данных дальше;

г) передавший абонент 1 получает обратно свою посылку, прошедшую через все кольцо, затем освобождает маркер (помечает его как свободный) и снова посылает маркер в сеть. При этом ему известно, принят его пакет адресатом или нет из анализа бита подтверждения.

Основным преимуществом данного метода является гарантированное время доступа. Здесь его величина составит величину равную произведению N T_пк, где N – число абонентов, T_пк – время прохождения пакета по «кольцу». Приоритет при данном методе управления – географический, то есть право передачи после освобождения сети переходит к следующему по направлению «кольца» абоненту от последнего передавшего абонента. Метод весьма эффективен при очень большой интенсивности обмена в сети.

К недостаткам метода следует отнести необходимость выделения одного из абонентов (или специального устройства), который следил бы за тем, чтобы маркер не потерялся из-за сбоев или помех.

Дальнейшим развитием данного метода является метод кольцевых сегментов (слотов). Основным отличием этого метода от маркерного состоит в том, что нескольким абонентам разрешена передача одновременно. Вместо одного маркера в сети используются несколько так называемых слотов (обычно от 2 до 8), которые выполняют по сути ту же самую функцию, что и маркер – функцию временных меток. Очевидно, что при данном методе передачу могут вести сразу несколько абонентов.