21. Множественный доступ с передачей полномочий для моноканала

Множественный доступ с передачей полномочий для моноканала — это детерминированный метод доступа в моноканал, при котором абонентские системы передают друг другу особый блок данных (полномочие). Система, получившая полномочие, имеет право на использование моноканала в течение фиксированного промежутка времени — времени удержания полномочия. После истечении этого промежутка система обязана передать полномочие другой системе. Таким образом, можно найти максимальное время ожидания как произведение времени удержания полномочия на общее количество компьютеров в сети. Время ожидание может быть и меньше, поскольку, если компьютер, получивший полномочие, не имеет кадров для передачи, то он передает его следующему компьютеру, не дожидаясь истечения времени удержания.

При таком методе доступа отсутствуют коллизии.

Такой метод доступа используется в сети ArcNet и FDDI. Для физического подключения компьютеров использовался общий коаксиальный кабель. При этом полномочие передавалось между компьютерами в заранее определенной последовательности, не зависящей от мест подключения компьютеров к кабелю.

Во время нормальной работы, т.е. когда не выполняется ни восстановление маркера, ни реконструкция кольца, каждый узел работает в соответствии с диаграммой состояний (рис. 9.1).

Алгоритм функционирования:

1) Прослушивание. В данном состоянии канальный уровень находиться большую часть времени.

2) Прием кадра. Если заголовок приходящего кадра в качестве адреса назначения содержит адрес узла, узел переходит в состояние приема.

Если принятый кадр является кадром пакета данных, сетевой уровень информируется о приеме, а канальный уровень возвращается в состояние прослушивания. Однако если принятый кадр является маркером, это означает, что узел получает право передачи в среду. Если в это время имеется пакет данных, ждущий передачи, состояние изменяется на состояние передачи пакета и начинается его передача. После завершения передачи пакета состояние изменяется на состояние передачи маркера и начинается передача маркера. Если в момент получения маркера узел не имеет пакета данных для передачи, состояние канального уровня изменяется сразу на состояние передачи маркера. После передачи маркера состояние опять меняется на состояние прослушивания среды.

22. Алгоритмы входа станции в сеть и выхода ее из сети при использовании множественного доступа с передачей полномочий для моноканала

23. Множественный доступ с передачей полномочий для циклического кольца

Примером циклического кольца может служить сеть Token Ring. В такой сети любая станция всегда непосредственно получает данные только от одной станции — той, которая является предыдущей в кольце. А передает данные своему ближайшему соседу вниз по потоку данных.

Получив полномочие, станция анализирует его и при отсутствии у нее данных для передачи, передает полномочие к следующей станции. Станция, которая имеет данные для передачи, при получении полномочия изымает его из кольца, что дает ей право доступа к физической среде для передачи своих данных. Затем эта станция выдает в кольцо кадр данных установленного формата последовательно по битам. Кадр снабжается адресами приемника и источника.

Переданные данные проходят по кольцу всегда в одном направлении от одной станции к другой. Все станции кольца ретранслируют кадр побитно, как повторители. Если кадр проходит через станцию назначения, то, распознав свой адрес, эта станция копирует кадр в свой внутренний буфер и вставляет в кадр признак подтверждения приема. Станция, выдавшая кадр данных в кольцо, получив его с подтверждением приема, изымаер свой кадр из кольца и передает в сеть новое полномочие, давая другим станциям сети возможность передавать данные.

Как и в случае с моноканалом, время владения разделяемой средой ограничено фиксированной величиной, называемой временем удержания полномочия (обычно это 10 мс). После истечения этого времени станция обязана прекратить передачу собственных данных (текущий кадр разрешается завершить) и передать полномочие далее по кольцу. Станция может успеть передать за время удержания один или несколько кадров.

В сетях Token Ring 16 Мбит/с используется модернизированный вариант алгоритма доступа к кольцу, называемый алгоритмом раннего освобождения. В соответствии с ним станция передает полномочие следующей станции сразу же после окончания передачи последнего бита кадра, не дожидаясь возвращения по кольцу этого кадра с подтверждением о доставке. В этом случае пропускная способность кольца используется более эффективно, так как по кольцу одновременно продвигаются кадры нескольких станций. Тем не менее свои кадры в каждый момент времени может генерировать только одна станция — та, которая в данный момент владеет полномочием. Остальные станции в это время только повторяют чужие кадры.

Для различных видов сообщений могут назначаться различные приоритеты (от 0 до 7, 7 — высший приоритет). Решение о приоритете конкретного кадра принимает передающая станция. Полномочие также всегда имеет некоторый уровень текущего приоритета. Станция имеет право захватить переданное ей полномочие лишь в том случае, если приоритет кадра, который она хочет передать, выше приоритета полномочия (или равен ему). В противном случае станция обязана передать полномочие следующей по кольцу станции.

За наличие в сети полномочия, причем единственного, отвечает активный монитор. Если он не получает полномочия в течение длительного времени (2,6 с), то он порождает новое полномочие.