Лаб_10 Головков И.Е. 12002108 АЭВМ
.docxБЕЛГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
(НИУ «БелГУ»)
ИНСТИТУТ ИНЖЕНЕРНЫХ И ЦИФРОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Кафедра информационных и робототехнических систем
Отчет
по дисциплине «Архитектура ЭВМ и вычислительных систем»
специальности Информационные системы и технологии
профиль «Информационно-управляющие системы»
Лабораторная работа №10 по теме
«Протоколы передачи данных нижнего уровня»
Вариант №5
Выполнил:
студент очной формы обучения
группы 12002108
Головков Игорь Евгеньевич
Проверила:
Доцент кафедры ПИиИТ, к-т техн. наук
Явурик Ольга Васильевна
БЕЛГОРОД 2022
Цели работы: овладеть различными процедурами обмена данными между рабочими станциями абонентских систем сети, реализующие при этом те или иные методы доступа к передающей среде.
Ход работы:
Задание:
Выполнить задания 1–3. Проиллюстрировать выполненные исследования графиками и сделать по ним выводы.
Варианты заданий
1. Произвести исследование зависимости максимального времени реакции на запрос абонента сети при использовании ППД «первичный / вторичный» с циклическим опросом от изменяемого параметра по своему варианту (Пример №1). Количество значений изменяемого параметра равно 10. Оценить — максимальное время реакции на запрос абонента сети, в которой реализуется ППД (метод доступа в сеть) типа «первичный/вторичный» с циклическим опросом.
Таблица 1 - Зависимость максимального времени реакции на запрос абонента сети при использовании ППД «первичный / вторичный» с циклическим опросом от изменяемого параметра - время обработки запроса в ЦОИ
Тоз |
Тр, макс |
0,30 |
62,89714286 |
0,40 |
64,69714286 |
0,50 |
66,49714286 |
0,60 |
68,29714286 |
0,70 |
70,09714286 |
0,80 |
71,89714286 |
0,90 |
73,69714286 |
1,00 |
75,49714286 |
1,10 |
77,29714286 |
1,20 |
79,09714286 |
2. Произвести исследование зависимости максимального времени реакции на запрос абонента сети при использовании ППД «первичный / вторичный» без опроса от изменяемого параметра по своему варианту (Пример №2). Количество значений изменяемого параметра равно 10. Оценить при тех же исходных данных, что и в примере 1, но для другого ППД, а именно: ППД типа «первичный/вторичный» без опроса.
Таблица 2 - Зависимость максимального времени реакции на запрос абонента сети при использовании ППД «первичный / вторичный» без опроса от изменяемого параметра - время обработки запроса в ЦОИ [с промежуточными вычислениями]
Тоз |
Тр, мин |
Точ, макс |
Тр, макс |
0,30 |
3,494285714 |
42,40285714 |
45,89714 |
0,40 |
3,594285714 |
44,10285714 |
47,69714 |
0,50 |
3,694285714 |
45,80285714 |
49,49714 |
0,60 |
3,794285714 |
47,50285714 |
51,29714 |
0,70 |
3,894285714 |
49,20285714 |
53,09714 |
0,80 |
3,994285714 |
50,90285714 |
54,89714 |
0,90 |
4,094285714 |
52,60285714 |
56,69714 |
1,00 |
4,194285714 |
54,30285714 |
58,49714 |
1,10 |
4,294285714 |
56,00285714 |
60,29714 |
1,20 |
4,394285714 |
57,70285714 |
62,09714 |
3. На каждом шаге исследований определять максимально допустимое число активных абонентов сети (Пример №3). По условиям примеров 1 и 2 найти максимально допустимое число активных абонентов в сети, если задано допустимое время реакции на запрос равное 60 с
а)
Таблица 3 - Максимально допустимое число активных абонентов сети по условиям примера 1 и заданном допустимом времени реакции на запрос равном 60 секундам
М,макс1 |
17,17089 |
16,69316 |
16,2413 |
15,81325 |
15,40719 |
15,02146 |
14,65457 |
14,30518 |
13,97206 |
13,6541 |
б)
Таблица 4 - Максимально допустимое число активных абонентов сети по условиям примера 2 и заданном допустимом времени реакции на запрос равном 60 секундам
М, макс2 |
23,65406644 |
22,74229075 |
21,89819724 |
21,11451943 |
20,38499506 |
19,70419847 |
19,06740536 |
18,47048301 |
17,90980052 |
17,38215488 |
Вывод: в ходе лабораторной работы были исследованы различные процедуры обмена данными между рабочими станциями абонентских систем сети, реализующие при этом те или иные методы доступа к передающей среде.
Ответы на контрольные вопросы:
Метод доступа — это способ «захвата» передающей среды, способ определения того, какая из рабочих станций сети может следующей использовать ресурсы сети. Но так же называется и набор правил (алгоритм), используемых сетевым оборудованием, чтобы направлять поток сообщений через сеть, и один из основных признаков, по которым различают сетевое оборудование.
Протокол в общем виде— это набор правил для связи между рабочими станциями (компьютерами) сети, которые управляют форматом сообщений, временными интервалами, последовательностью работы и контролем ошибок. Протокол передачи данных нижнего уровня (протокол управления каналом) — это совокупность процедур выполняемых на нижних уровнях семиуровневой эталонной модем ВОС по управлению потоками данных между рабочими станциями сети на одном физическом канале связи.
Методы доступа к передающей среде, определяющие правила ее «захвата», могут быть разделены на следующие классы :
селективные методы, при реализации которых с помощью соответствующего ППД рабочая станция осуществляет передачу только после получения разрешения, которое либо направляется каждой PC по очереди центральным управляющим органом сети (такой алгоритм называется циклическим опросом), либо передается от станции к станции (алгоритм передачи маркера);
методы, основанные на соперничестве (методы случайного доступа, методы «состязаний» абонентов), когда каждая PC пытается «захватить» передающую среду. При этом могут использоваться несколько способов передачи данных: базовый асинхронный, синхронизация режима работы канала путем тактирования моментов передачи кадров, прослушивание канала перед началом передачи данных по правилу «слушай, прежде чем говорить», прослушивание канала во время передачи данных по правилу «слушай, пока говоришь». Эти способы используются вместе или раздельно, обеспечивая различные варианты загруженности канала и стоимости сети;
методы, основанные на резервировании времени, принадлежат к числу наиболее ранних и простых. Любая PC осуществляет пересдачу только в течение временных интервалов (слотов), заранее для нее зарезервированных. Все слоты распределяются между станциями либо поровну (в неприоритетных системах), либо с учетом приоритетов АС, когда некоторые PC за фиксированный интервал времени получают большее число слотов. Станция, владеющая слотом, получает канал в свое полное распоряжение. Такие методы целесообразно применять в сетях с малым числом АС, так как канал используется неэффективно;
кольцевые методы предназначены специально для ЛВС с кольцевой топологией (хотя большинство указанных методов могут использоваться в таких сетях). К ним относятся два метода — вставка регистров и сегментированная передача (метод временных сегментов).
При реализации ППД первого класса в сети выделяется первичный (главный) узел, который управляет всеми остальными (вторичными) узлами, подключенными к каналу, и определяет, когда и какие узлы могут производить обмен данными.
В сетях, где реализуются равноранговые (одноуровневые, одноранговые) протоколы, все узлы имеют одинаковый статус.
Основные преимущества систем с опросом — простота реализации ППД и невысокая стоимость используемого оборудования.
Непрерывный автоматический запрос на повторение передачи; данных в дуплексных системах (точнее, в системах передачи данных с решающей обратной связью), которые допускают передачу данных в обоих направлениях между узлами, поддерживающими связь. В системах с таким протоколом узел связи может автоматически запрашивать другой узел и повторно производить передачу данных.
Система с контролем несущей (с коллизиями) реализует метод случайного доступа к передающей среде (метод множественного доступа с прослушиванием несущей и разрешением коллизий, применяется в основном в локальных сетях. Все станции сети, будучи равноправными, перед началом передачи работают в режиме прослушивания канала. Если канал свободен, станция начинает передачу; если занят, — станция ожидает завершения передачи. Через некоторое случайное время она снова обращается к каналу.
При обработке коллизии компонент управления доступом к среде передающей станции выполняет две функции:
усиливает эффект коллизии путем передачи специальной последовательности битов, называемой затором. Ограничение длины затора сверху необходимо для того, чтобы станции ошибочно не приняли его за действительный кадр. Любой кадр длиной менее 64 байт считается фрагментом испорченного сообщения и игнорируется принимающими станциями сети;
после посылки затора прекращает передачу и планирует ее на более позднее время, определяемое на основе случайного выбора интервала ожидания.
Метод передачи маркера широко используется в неприоритетных и приоритетных сетях с магистральной (шинной), звездообразной и кольцевой топологией. Он относится к классу селективных методов: право на передачу данных станции получают в определенном порядке, задаваемом с помощью маркера, который представляет собой уникальную последовательность бит информации (уникальный кадр).
Основные преимущества протокола типа «маркерное кольцо»:
имеется возможность проверки ошибок при передаче данных: станция-отправитель, получив свой кадр от станции-получателя, сверяет его с исходным вариантом кадра. В случае наличия ошибки кадр передается повторно;
канал используется полностью, его простои отсутствуют;
протокол может быть реализован в загруженных сетях;
Недостатки такого протокола:
невозможность передачи кадров произвольной длины;
в простейшем (описанном выше) исполнении не предусматривается использование приоритетов, вследствие чего станция, имеющая для передачи важную информацию, вынуждена ждать освобождения маркера, что сопряжено с опасностью несвоевременной доставки данных адресату;
протокол целесообразно использовать только в локальных сетях с относительно небольшим количеством узлов, так как в противном случае время на передачу данных может оказаться неприемлемо большим.