Формування логічного кільця
Відсутність логічного кільця спонукає абонентську систему АС4 до його формування через процедуру контрольованого суперництва абонентських систем. З цією метою абонентська система передає кадр «Дозвіл суперництва», за яким ідуть чотири вікна відповіді (рис. 3.21). Абонентські системи АС1, АС2, АС3, що бажають підключитися до логічного кільця, вибирають згідно зі значеннями перших двох розрядів своєї адреси одне з вікон відповіді і, якщо попереднє вікно відповіді є вільним, починають передачу кадру «Встановити наступника». У полі адреси одержувача цього кадру вказується адреса абонентської системи, яка надіслала кадр «Дозвіл суперництва», а в полі даних абонентська система містить свою власну адресу. За цією інформацією абонентська система, що ініціює логічне кільце, визначає свого наступника.
Рис. 3.21. Початковий етап формування логічного кільця
У нашому прикладі абонентські системи АС2 і АС3 мають однакове значення двох перших розрядів адрес, тому вони поміщають свої кадри «Встановити наступника» у одне й те саме вікно відповіді. Це призводить до спотворення інформації і повторної спроби встановити наступника. Абонентська система АС1 взагалі не дістає доступу до середовища передачі, оскільки в допустимий для неї момент часу передачі канал виявляється зайнятим.
Виявивши зіткнення кадрів, абонентська система АС4 повторно передає кадр «Дозвіл суперництва» (рис. 3.22), надаючи абонентським системам АС2 і АС3 можливість розв’язати між собою конфліктну ситуацію. У такому разі використовуються два наступних розряди адреси, більшим з яких є значення абонентської системи АС3. Завдяки цьому абонентська система АС3 без перешкод передає кадр «Встановити наступника», підключаючись слідом за абонентською системою АС4 до логічного кільця. Процес повторюється до підключення всіх бажаючих абонентських систем.
Рис. 3.22. Повторна спроба встановити наступника
Встановлення нового наступника
Після закінчення процедури формування логічного кільця абонентська система з максимальною адресою переходить у стан «Використання маркера» і починає передачу кадрів даних. Нехай це буде абонентська система АС4. Коли передачу останнього кадру даних закінчено, на що вказує значення нуль у 3, 6 і 7-му розрядах кінцевого обмежувача кадрів, абонентська система АС4 передає маркер наступній абонентській системі АС3 логічного кільця. Проте на цьому її робота не закінчується. Абонентська система, яка передала маркер, прослуховує середовище передачі з метою пересвідчитись у тому, що абонентська система-наступник перебуває в робочому стані й одержала кадр маркера. Виявивши помилкові сигнали або кадр з неправильною контрольною послідовністю, абонентська система вичікує протягом часу, який дорівнює тривалості чотирьох вікон відповіді, після чого повторно передає кадр маркера. Якщо і друга спроба буде безуспішною, то абонентська система припускає, що її наступник — абонентська система АС3 — перебуває в неробочому стані. У цьому разі абонентська система АС4 ініціює процес пошуку чергового наступника, відсилаючи керуючий кадр «Хто наступний?» (рис. 3.23).
У полі даних цього кадру вказується адреса старого наступника — абонентської системи АС3. Як уже зазначалося, за кадром «Хто наступний?» йде три вікна відповіді. Абонентська система, адреса попередника якої збігалася з вмістом поля даних цього кадру, відсилає кадр «Встановити наступника». Абонентська система АС2 в поле адреси одержувача кадру «Встановити наступника» заносить адресу відправника останнього прийнятого кадру, тобто адресу абонентської системи АС4. У поле даних кадру «Встановити наступника» абонентська система АС2 заносить власну адресу. Отже, одержувачем цього кадру стає абонентська система АС4, яка за вмістом поля даних кадру «Встановити наступника» визначає, що її новий наступник — абонентська система АС2. Проте така процедура дає можливість «обминути» тільки одну абонентську систему. При двох і більше виключених абонентських системах адреса старого наступника для жодної з активних абонентських систем не збігатиметься з адресою її попередника.
Рис. 3.23. Встановлення нового наступника, де: АС – абонентська система
Природно, що у цьому разі жодна з абонентських систем не передасть кадр «Встановити наступника». Виходять із цього становища так. Якщо після двох спроб передачі кадру «Хто наступний?» абонентська система АС4 не одержала відповіді, вона сама собі посилає кадр «Запит наступника 2» з власною адресою в адресних полях одержувача і відправника. Всі абонентські системи, що мають намір передавати дані, в інтервалі вікна посилають відповідь на цей кадр. Абонентська система з меншою адресою поміщає свій відповідний кадр «Встановити наступника» у перше вікно відповіді, а абонентська система з більшою адресою — у друге. Конфлікти, що виникають при цьому, як і раніше, розв’язуються за допомогою процедури «вікно відповіді». Якщо й після цього не відновиться логічне кільце, то абонентська система робить висновок про розрив кабелю або несправність свого приймача-передавача і переходить у стан «Черговий».
Під час роботи комп’ютерної мережі її логічне кільце може динамічно змінюватись, тобто абонентські системи можуть як відключатися, так і підключатися до нього.
Щоб відключитися від логічного кільця, абонентська система посилає своєму попереднику кадр «Встановити наступника» з адресою свого наступника у полі даних. Цим абонентська система вказує попередникові, що в нього буде новий наступник. Потім абонентська система переходить у стан «Черговий».
Підключення нових абонентських систем відбувається дещо складніше і нагадує процедуру генерації логічного кільця. Кожна абонентська система через певний час (n надходжень маркера) передає кадр «Запит наступника 1» або «Запит наступника 2» (у разі найменшої адреси абонентської системи). Як і раніше, у полі даних міститься адреса поточного одержувача. Абонентська система, адреса якої міститься між адресою абонентської системи, що запитує, і адресою її наступника, видає кадр «Встановити наступника». У полі адреси одержувача цього кадру вказується адреса абонентської системи, що послала запит на підключення, а в полі «Дані» абонентська система вказує свою власну адресу. За цією інформацією абонентська система, що послала кадр «Запит наступника 1 (2)», запам’ятовує адресу нового наступника. Одночасно з цим її поточний наступник змінює значення адреси свого попередника, стаючи наступником новопідключеної абонентської системи.
Коли між попередником абонентської системи та її наступником є кілька абонентських систем, що бажають підключитися до логічного кільця, виникає конфлікт. Його розв’язання здійснюється за допомогою процедури «вікно відповіді». Схему підключення нових абонентських систем у разі конфліктних ситуацій зображено на рис. 3.24.
Рис. 3.24. Розв’язання конфліктів при підключенні нових АС, де:
АС – абонентська система
Абонентська система АС4 є попередником абонентської системи АС1 у логічному кільці. Адреси абонентських систем АС3 і АС2 лежать у діапазоні між адресами абонентських систем АС4 і АС1, причому адреса абонентської системи АС3 більша за адресу абонентської системи АС2. Як завжди, процес підключення ініціюється кадром «Запит наступника», у відповідь на який абонентські системи АС3 і АС2 формують і передають у моноканал свої кадри «Встановити наступника». Потрапляючи практично одночасно у середовище передачі, ці кадри спотворюють один одного. Зафіксувавши конфлікт передачі, абонентська система АС4 після звільнення моноканалу передає кадр «Дозвіл суперництва», за яким ідуть чотири вікна відповіді. Внаслідок розв’язання конфліктної ситуації, здійснюваного за допомогою тієї самої процедури «Вікно конфліктів», абонентська система АС3, успішно передавши кадр «Встановити наступника», підключається до логічного кільця між абонентськими системами АС4 і АС1. Зважаючи на те, що при підключенні виник конфлікт, абонентська система АС3 ініціює процедуру підключення нових абонентських систем, унаслідок чого здійснюється підключення абонентської системи АС2. При цьому конфлікт не спостерігається, тому що АС2 є єдиною абонентською системою, яка вимагає підключення.
Залежно від використовуваних мережевих засобів може реалізовуватися різна топологія мережі: лінійна, зірко- або деревоподібна. Основною областю застосування мереж стандарту IEEE-802.4 є сфера виробничих мереж, де висуваються жорсткі вимоги до мережевого трафіка.