Методи доступу в кільцевих локальних мережах

Основними методами доступу в локальних мережах з кільцевою структурою є: метод та-ктованого доступу і метод маркерного доступу.

Метод тактованого доступу припускає розбивку часового циклу кільця, тобто часу по­ширення сигналу в кільці, на множину рівних інтервалів часу — тактів (сегментів), в кож­ному з яких міститься один кадр даних. Таким чином, одночасно може передаватися декіль­ка кадрів. Кількість і довжина кадрів визначається з урахуванням основних характеристик мережі. Робоча станція може передавати інформацію в кільце, тільки проходячи через її блок доступу вільного кадру. Вільні кадри відрізняються від зайнятих кадрів значенням спеціального контрольного біта у заголовку. Одиниця, як правило, вказує на те, що кадр зайнятий, а нуль — вільний. Адресат, отримавши кадр даних, копіює його. Звільнення "обнуління" кадрів може здійснюватись одержувачем і відправником інформації.

Відомо багато різновидів цього методу доступу, але всі вони передбачають розбивку по­відомлень на пакети з наступним формуванням кадру. Такий підхід ефективний при обміні короткими повідомленнями і високій інтенсивності обміну повідомленнями.

При обміні великими повідомленнями змінної довжини перевага віддається маркерному доступу. Основна відмінність маркерного доступу в кільцевій мережі від маркерного досту­пу в мережі з шинною топологією полягає в тому, що кадри маркера і даних передаються по фізичному кільцю в одному напрямку. Передача інформації в довільному напрямку, як це відбувається в мережах з шинною топологією, виключається. Робоча станція може почати передачу тільки після одержання маркера від попередньої робочої станції. Отримавши мар­кер, станція посилає у кільце кадр даних. Передача маркера наступній робочій станції може здійснюватись після повернення переданого кадру даних або відразу після його передачі. У другому випадку можна говорити про режим раннього звільнення маркера. При цьому кож­ний наступний кадр даних поміщається між попереднім кадром і маркером. Вилучення прийнятих кадрів, зазвичай, здійснюється передавальною робочою станцією. У мережах з маркерним доступом необхідно контролювати втрату маркера і вилучення отриманих пакетів.

Взаємодія робочих станцій у глобальних мережах

Основу глобальних комп'ютерних мереж становить мережа передачі даних, яка є сукуп­ністю каналів передачі даних і вузлів комутації. У зв'язку з цим однією з визначальних ха­рактеристик глобальної мережі стає спосіб комутації даних. Залежно від способу комутації розрізняють мережі з комутацією каналів, комутацією пакетів та інтегральні мережі переда­чі даних.

Найпростіший і природний спосіб передачі даних між двома робочими станціями, на­званий комутацією каналів, базується на реалізації фізичного сполучення між ними. За своєю суттю мережі комутації каналів подібні до телефонних мереж колективного користу­вання. Фізичне з'єднання між абонентами комп'ютерної мережі здійснюється, як правило, тільки на час сеансу передачі інформації шляхом утворення складеного каналу з послідовно сполучених каналів. При цьому зв'язок між відправником і одержувачем установлюється шляхом надсилання відправником відповідного повідомлення, що передається мережею пе­редачі даних від одного вузла комутації каналу до іншого й управляє комутацією каналів зв'язку, ніби прокладаючи шлях від відправника до одержувача. Після утворення фізичного з'єднання пункту призначення, відправнику передається відповідне повідомлення, що під­тверджує наявність необхідного сполучення. Потім здійснюється передача інформації, за­ради якої був створений канал передачі даних. На час сеансу обміну інформацією складе­ний канал недоступний для інших абонентів. Після закінчення передачі відправник інфор­мації формує відповідне керуюче повідомлення, яке передається складеним каналом, управляє необхідним його роз'єднанням, а досягнувши адресата, інформує про закінчення сеансу обміну інформацією.

Відносно тривалий час установлення сполучення (секунди) у поєднанні з низькою на­дійністю і високим рівнем шумів, обмежує використання телефонних каналів зв'язку у швидкодіючих комп'ютерних мережах. Використання сучасних електронних вузлів комута­ції каналів дозволяє приблизно на два порядки зменшити час комутації каналів і створювати так звані комп'ютерні мережі зі швидкою комутацією каналів.

У рамках мереж комутації каналів можуть організовуватись так звані виділені канали. що комутуються у певні, заздалегідь задані інтервали часу, тільки протягом яких і допуска­ється передача інформації. Очевидно, що режим виділених каналів забезпечує максимально допустиму для конкретної мережі швидкість передачі даних.

Перевагою мереж комутації каналів є наявність постійного з'єднання між робочими ста­нціями, що дозволяє доволі просто організовувати взаємодію між ними у режимі реального часу й у діалоговому режимі. Істотним недоліком мереж комутації каналів є низький коефі­цієнт використання каналів передачі даних та пряма залежність цього коефіцієнта від ре­жимів роботи мережі.

Передача інформації за допомогою так званої комутації пакетів здійснюється без утво­рення фізичного з'єднання між пунктами відправлення й одержання інформації. Між ними встановлюється віртуальне (логічне) з'єднання, а фізичний канал установлюється локально між суміжними вузлами комутації і тільки на час передачі даних. При цьому інформація подається і передається у вигляді блоку даних фіксованої структури і довжини. Заголовок блоку даних містить адреси відправника й одержувача інформації, а також іншу керуючу інформацію, необхідну для достовірної передачі повідомлень між абонентами. Передача блоків даних між абонентами здійснюється з проміжним запам'ятовуванням їх у вузлах ко­мутації: повідомлення, що надійшло до вузла комутації, запам'ятовується в буферному за­пам'ятовуючому пристрої і за наявності вільного каналу зв'язку у напрямку адресата пере­дається цим каналом до наступного вільного вузла. Такі вузли, що здійснюють проміжне збереження і управління передачею повідомлень, називаються вузлами комутації пакетів, а мережі передачі даних, що використовують такий спосіб комутації, дістали назву мереж комутації пакетів.

Таким чином, повідомлення послідовно передається від одного вузла комутації до іншо­го, займаючи в кожний період часу тільки канал передачі даних між суміжними вузлами. Інші канали на шляху проходження пакета можуть використовуватись для інших цілей. Це дозволяє значно підвищити, порівняно з мережами комутації каналів, коефіцієнт викорис­тання фізичних каналів зв'язку, тобто збільшити загальну пропускну спроможність мережі передачі даних. Однак при цьому ускладнюються вузли комутації і з'являються додаткові затримки, пов'язані з необхідністю проміжного запам'ятовування повідомлення в кожному вузлі мережі. В результаті час доставки пакетів збільшується. Процес передачі інформації в мережі комутації пакетів можна порівняти з роботою поштового зв'язку для пересилання листів. Фіксована довжина пакетів допускає розбиття довгих повідомлень на декілька паке­тів. Великі масиви інформації передаються декількома пакетами, операція складання-розбирання здійснюється тільки на робочих станціях, що спрощує структуру проміжних вузлів мережі. Пакети одного повідомлення можуть передаватися різними маршрутами, не­залежно один від одного, отже, йдеться про так званий дейтаграмний спосіб передачі да­них. Такий спосіб передачі характеризується використанням найпростішого транспортного протоколу і використовується в основному для передачі короткої послідовності пакетів. Відсутність логічного каналу може спричинити порушення порядку надходження пакетів до адресата. Тому для передачі великих повідомлень кращим є спосіб віртуальних каналів, коли всі пакети прямують тим самим, заздалегідь установленим маршрутом.