Обмен данными в топологии типа «кольцо».

При этой топологии могут использоваться несколько способов организации передачи данных.

1. Передача маркера

Маркер – это особый вид сообщений, которые передаются по сети от одного узла к другому.

Узел принявший маркер получает право на использование канала.

Алгоритм передачи:

1 – узел желающий передать сообщение ждет прихода свободного маркера, получив который, он получает как занято, путем уменьшения соответствующего числа бит, затем добавляя ему свой пакет данных и вес это направляет дальше по кольцу;

2 – каждый узел получивший такой занятый маркер принимает его и проверяет: ему ли адресован этот пакет;

3 – если пакет адресован данному узлу, то узел устанавливает в маркере специально выделенный бит подтверждения и отправляет измененный маркер вместе с пакетом дальше;

4 – передававший узел получает обратно свое послание, прошедшее через все кольцо, освобождая маркер, то есть помечает его как свободный и снова посылает маркер в сеть, при этом передавший узел узнает, дошла его посылка до адресата или нет.

2. Метод кольцевых сегментов (слотов)

Основное отличие этого метода от метода маркера заключается в том, что в любой момент времени может быть разрешена передача сразу нескольким узлам (до 8) слотов, выполняющих аналогично маркеру функции временных меток. Эти слоты циркулируют по кольцу с достаточно большой частотой, поэтому в интервале между ними может размещаться сравнительно малый объем информации: 8 – 32 байта. При этом состояние слота может быть либо свободным, либо занятым.

Алгоритм работы по этому методу:

1 – узел желающий передать данные разбивает свое сообщение на маленькие пакеты (слоты) определенного размера;

2 – при поступлении на данный узел свободного слота, узел загружает его первую часть информации, затем ожидает следующего слота и размещает в нем вторую часть информации и так до завершения передачи данных. В каждом слоте есть бит, показывающий свободен слот или нет, а также содержится поле сетевого адреса приемника и передатчика, и бит признака окончания передачи. Так как время передачи в этом методе дискретизируется, то конфликты в этом методе исключаются;

3 – узел, которому адресована информация, просматривает все слоты внимательно, которые ему адресованы и устанавливает в каждом принятом слоте бит подтверждения;

4 – передающий узел получает свои слоты обратно по кольцу и получает их как свободные.

При данном методе передачу могут вести сразу несколько узлов. Как и в методе маркера необходимо следить за прохождением слотов и их останавливать.

Вопросы для самопроверки

1. Какой из видов управления чаще используется в сетях типа «шина»?

2. Из-за чего возникают конфликты между узлами сети?

3. Когда могут возникнуть искажения передаваемых данных?

4. Какие алгоритмы доступа к сети Вы знаете?

5. Какой алгоритмы доступа к сети применяется часто?

6. В чем суть метода множественного доступа с контролем несущей и обнаружением столкновений?

7. Какие способы организации передачи данных применяются в сети типа «кольцо»?

8. Что такое маркер?

9. В чем суть метода «передача маркера»?

10. В чем суть «метода кольцевых сегментов»?

Лекция №15.

Цель лекции – изучение способов синхронизации в системах передачи данных

Задачи лекции:

- изучить основы построения цифровых сетей интегрального обслуживания

Вопросы, рассматриваемые на лекции:

1. Основы построения цифровых сетей интегрального обслуживания

2. Способы синхронизации в системах передачи данных

В аналоговых каналах связи промежуточная аппаратура предназначенна для усиления и коррекции передаваемых сигналов (по амплитуде и форме).

В дискретных каналах связи оконченное оборудование данных (ООД) работает с дискретными сигналами, что требует преобразования дискретных в цифровые, и наоборот. При передаче дискретных данных через цифровой канал не требуется специализированного оборудования для преобразования передаваемых сигналов, но так как среда передачи данных и промежуточное оборудование имеет другие характеристики, чем оконченное оборудование данных (ООД), то для передачи и распознавания данных приходится использовать методы кодирования, отличные от методов, используемых в оконечном оборудовании данных (ООД).

Параллельная передача данных, используемая в компьютерных системах, в информационных сетях обычно не используется. Это связано с тем, что параллельная передача требует повышенного количества шин, которое определяется количеством разрядов, используемым в параллельных кодах. Это приводит к удорожанию информационной сети.

При передаче данных с помощью гармонических сигналов такой режим предпочтителен при определенном уровне искажения в канале связи.

При передаче данных возникает необходимость в согласованной работе передающей и принимающей аппаратуры, возникает проблема их синхронизации. В зависимости от способа решения проблемы синхронизации различают синхронную, асинхронную передачу и передачу с автоподстройкой.

1. Синхронная передача – системы, реализующие синхронный метод передачи, отличаются наличием дополнительной линии связи, которая служит для передачи синхронизирующих импульсов. В этих системах выдача битов данных производится в моменты проявления синхроимпульсов. При такой организации связи синхронизация приема и передачи осуществляется достаточно надежно, однако неизбежно увеличение стоимости канала связи за счет необходимости организации дополнительной линии связи.

2. Асинхронный тип передачи – в системах с таким режимом работы не требуется использование дополнительной линии связи. Передача в этом случае осуществляется блоками фиксированной длины (байтами). Синхронизация принимаемой станции обеспечивается тем, что перед каждым передаваемым байтом посылается дополнительный сигнал – старт-бит или старт- байт. После переданного байта передается дополнительный сигнал – стоп байт.

Данный метод синхронизации целесообразен в системе с достаточно низкими скоростями передачи.

3. Системы с автоподстройкой – не требуют применения дополнительной линии связи, поэтому часто применяется в современных высокоскоростных системах передачи данных (СПД). В таких системах синхронизация достигается за счет использования самосинхронизирующихся кодов. В этом случае кодирование данных заключается в том, чтобы обеспечить регулярные и частные изменения уровней сигналов. Каждый переход уровня сигнала от высокого к низкому - используется для подстройки преемника, чем чаще осуществляются переходы с уровня на уровень, тем надежнее происходит синхронизация приемника.

Более умеренно осуществляется идентификация принимаемых байтов. Наиболее распространенных в системах передачи данных (СПД) с автоподстройкой являются следующие самосинхронизирующиеся коды:

- потенциальный код без возвращения к нулю;

- потенциальный код с возвратом к нулю;

- манчестерский код.

Вопросы для самопроверки

1. Для чего предназначена промежуточная аппаратура в аналоговых каналах связи?

2. Как происходит преобразование сигналов в цифровых сетях?

3. Какой вид передачи данных используется в информационных сетях?

4. Почему параллельная передача не используется в информационных сетях?

5. Какая проблема возникает при передаче данных с помощью гармонических сигналов?

6. Чем отличаются системы, реализующие синхронный метод передачи?

7. Как обеспечивается синхронизация принимаемой станции при асинхронном типе передачи?

8. В каких системах используется асинхронный тип передачи?

9. За счет чего достигается синхронизация в системах с автоподстройкой?

10. Какие самосинхронизирующиеся коды распространены в системах передачи данных?

Лекция №16.

Цель лекции – изучение стандартов сопряжения информационных сетей

Задачи лекции:

- изучить структуру эталонной модели взаимодействия открытых систем,

- изучить функции уровней эталонной модели ВОС

Вопросы, рассматриваемые на лекции:

1. Семиуровневая эталонная модель взаимодействия открытых систем

2. Краткая характеристика уровней эталонной модели ВОС

С целью упрощения взаимодействия между устройствами в сетях, международная организация по стандартизации ISO в 1984 г. предложила семиуровневую эталонную модель взаимосвязи открытых систем OSI. Предпосылкой для этого была возникшая степень неоднородности оборудования при организации локально вычислительных сетей (ЛВС), обострившая проблему совместимости оборудования различных фирм. Источниками этой проблемы явились в основном три причины:

1 – отсутствие единых стандартов или неточная их реализация;

2 – стремление использовать и навязывать свой фирменный стандарт;

3 – попытки самостоятельного улучшения существующих стандартов.

Открытая система – совокупность автоматизированных информационных систем, размещенных в различных узлах телекоммуникационной сети, работу которых как единого целого, обеспечивает система отраслевых государственных стандартов в области информационных технологий.

Открытую система, как совокупность взаимодействующих вычислительных средств, состоит из двух частей:

1. Прикладные процессы, предназначенные для обработки данных для целей пользователя.

2. Область взаимодействия, которая обеспечивает передачу данных между соответствующими прикладными процессами, расположенными в различных системах. Эта передача осуществляется через физические средства соединения.

Основной целью открытых систем является повышение общей эффективности, а также снижение временных, технических, технологических пространств на новые разработки.

Термин «взаимосвязь открытых систем» относится к процедурам передачи данных между системами открытыми друг другу благодаря совместному использованию в них соответствующих стандартов.

Условие открытости компонентов автоматизированных информационных систем требует их совместимости, которая достигается с помощью специальных процедур, несмотря на возможные различия этих компонент. Отсюда следует, что модель открытой системы заключается в том, чтобы усовершенствовать существующие стандарты и выработать общие принципы их согласования. Сложность функций области взаимодействия открытых систем привела к тому, что они были поделены на семь иерархически расположенных слоев или уровней, что послужило основой для построения базовой эталонной модели взаимосвязи открытых систем: OSI (BOC).