Направление опроса

Достоинства: - нет конфликтов, т.к. все решения принимает единый центр, которому не с кем конфликтовать; - время ожидания своей очереди на передачу (время доступа) для всех абонентов в принципе одинаково, и, в крайнем случае, будет составлять сумму времени для передачи одного пакета каждым абонентом, кроме данного. Недостатки: - центр должен быть надежен, иначе будет парализован весь обмен; - жесткий алгоритм управления при низкой скорости управления приводит к уменьшению скорости обмена, действительно, если передает только один абонент, ему все равно приходится ждать после каждого переданного пакета, пока центр опросит всех остальных абонентов.

Управление обменом в сети с топологией «шина».

Возможен также централизованный метод с приоритетами по их физическому расположению. В этом случае выделяется центральный абонент, который управляет обменом, но в отличие от «активной звезды», участия в обмене не принимает.

Направление опроса

Однако чаще используется децентрализованный метод с доступом по случайному закону. При этом способе центральный абонент отсутствует, все абоненты имеют равные права доступа к сети. Каждый абонент самостоятельно принимает решение о том, когда можно передавать пакет, на основе анализа состояния сети: - если сеть занята, то абонент ждет окончания передачи; - если сеть освободилась (или свободна) абонент сразу начинает передачу. Это приводит к тому, что несколько абонентов могут одновременно начать передачу, что приводит к конфликтам в сети и искажению пакетов. Для обнаружения конфликтов применяется код Манчестер-II, в котором имеется постоянная составляющая, равная половине амплитуды сигнала. Если ее величина отличается за установленные пределы, то считается, что произошел конфликт. Для исключения конфликтов используется несколько методов:

1. Для управления доступом к шине используется дополнительная линия связи, сообщающая о занятости сети. Это упрощает аппаратуру контроллеров, но значительно увеличивает стоимость сети за счет удвоения кабеля и приемопередатчиков, поэтому используется редко.

2. Не все передающие абоненты распознают коллизию, а только те, которые имеют меньшие приоритеты.

3. Каждый абонент начинает свою передачу не сразу, а выждав свою, строго индивидуальную задержку. Максимальным приоритетом будет обладать абонент с меньшей задержкой.

   4. Чаще всего система приоритетов отсутствует полностью, и после обнаружения коллизии абоненты выбирают задержку до следующей попытки передачи по случайному закону. Именно так работает стандартный метод CSMA /CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection), используемый в сети Ethernet. Его главное достоинство в том, что все абоненты равноправны, и не один из них не может надолго заблокировать обмен другому.

Недостатки методов: - могут хорошо работать только при небольшой интенсивности обмена (считается, что необходимое качество связи обеспечивается при занятости сети не выше 30-40% всего времени.) При большей нагрузке становятся слишком частые повторные столкновения, и наступает т.н. коллапс или крах сети; - не гарантируют величину времени доступа к сети, т.е. возможны случаи, когда некоторые абоненты вынуждены ждать дольше. Поэтому сети с таким доступом не используются в случаях, где требуется быстрая реакция на внешние события (для управления оборудованием).

Другой особенностью случайного доступа является то, что передаваемый пакет не должен быть слишком коротким. Это связано с тем, что сигнал распространяется по сети не мгновенно, а с задержкой и при больших размерах сети она может достигать сотни мкс. Значит, если два абонента сети, находящиеся на большом расстоянии, начнут передачу одновременно, то при короткой передаче один из абонентов успеет закончить передачу до того момента, когда придет сигнал от удаленного абонента, и не узнает, что произошла коллизия.

Расчет минимальной длительности пакета.

Если после 1-ого, на передачу претендуют 2-ой и 3-ий, то 2-ой начнет свою передачу сразу после 1-го, а 3-ий через время L/V. 1-ый не должен закончить передачу, пока не придет сигнал от 3-го, т.е. в течение времени обратного пути сигнала L/V. Т.о. минимально допустимая длительность пакета в сети равна удвоенному времени распространения сигнала по полной длине сети и называется двойным (круговым) временем задержки сигнала в сети (PDV, Path Delay Value).

Управление обменом в сети с топологией «кольцо».

Можно использовать централизованные методы, как в звезде, и методы случайного доступа, как в шине, но чаще выбирают децентрализованные, детерминированные методы, такие, которые в набольшей мере соответствуют особенностям кольца: любой пакет, посланный в сеть, возвращается к передающему абоненту. Поэтому их называют маркерные или эстафетные.

Работа одного из маркерных методов: В сети из 4-х абонентов непрерывно ходит специальный пакет – маркер, разрешающий право передачи, если он свободен. Дождавшись свободного маркера (СМ), 1-ый присоединяет к нему пакет (ПД), помечает маркер как занятый (ЗМ) и отправляет эту посылку следующему абоненту (4-му). 4-ый, получив сообщение, проверяет, ему ли адресован пакет. Если нет, то передает сообщение следующему абоненту (3-му).

Если сообщение адресовано 3-му, то он принимает пакет, устанавливает в маркере бит подтверждения и посылает следующему абоненту (1-му) занятый маркер с подтверждением (ЗП) и пакет. 1-ый, получив свое сообщение обратно, удаляет пакет и посылает СМ дальше по кольцу.

В маркерном способе:

• нет явно выраженного центра (однако некоторый центр все-таки должен присутствовать, он следит, чтобы СМ не пропал);

• низкая надежность управления, поэтому принимаются специальные меры повышения надежности центра контроля за маркером;

• при низкой интенсивности обмена все абоненты равноправны и время доступа к сети зависит только от положения маркера в сети;

• при высокой интенсивности, существует четкая система географических приоритетов, поэтому конфликтов не бывает;

• гарантирована величина времени доступа к сети (в отличие от метода случайного доступа), которая оставляет произведение времени прохождения пакета по кольцу на количество абонентов минус 1;

• эффективен при большой загруженности сети (более 40%, теоретически до 100%).

Используется не только в кольце (Token Ring, FDDI), но и в шине (Arcnet-BUS), и в пассивной звезде (Arcnet-STAR).