Система с контролем несущей (с коллизиями).

 

Системы с контролем несущей (с коллизиями) широко используются в локальных вычислительных сетях.

В сети с контролем несущей все станции считаются равноправными.

Прежде чем начать передачу, требуется, чтобы станции «прослушали» канал и определили , является ли канал активным (т.е. ведет ли какая-либо другая станция передачу данных по каналу).

Если канал находится в состоянии покоя, любая станция, имеющая данные для передачи, может послать свой кадр в канал.

Если канал занят, станции должны ждать завершения передачи сигнала.

На рис. 2.14 показана сеть с контролем несущей (с коллизией).

Станции А, В, С и D, подключены к шине или каналу (с горизонтальной топологией. Предположим, что станции А и В должны передать данные; однако в это время канал использует станция D, поэтому станции А и В «слушают» и ждут окончания передачи кадра из станции D.

Как только линия переходит в состояние покоя (рис. 2.14,б), станции А и В пытаются захватить канал.

 

В сетях с контролем несущей предусмотрено несколько методов захвата канала.

Одним из методов является метод «ненастойчивого» контроля несущей, обеспечивающего всем станциям возможность начинать передачу немедленно после того, как обнаруживается, что канал свободен. В случае если канал занят, станции выжидают случайный период времени перед тем, как снова проверить состояние канала.

Другим методом, который используется в системах с квантованием времени, является метод «р-настойчивого» контроля несущей; он предусматривает для каждой станции некоторый алгоритм ожидания (розначает вероятность).

 

Будем считать, что станция А на рис. 2.14,в захватывает канал до того, как станция В имеет возможность закончить свое ожидание в течение случайно выбранного времени.

По истечении этого времени В «прослушивает» канал. Так как требуется некоторое время, чтобы данные, передаваемые станцией А, достигли станции В, станция В может и не знать, что в канале распространяется сигнал. В этой ситуации канал В может передать свой кадр. Эта проблема называется окном коллизии.

 

 

Окно коллизии– это задержка распространения сигнала между двумя конкурирующими станциями.

Коллизия – наложение сигналов двух одновременно передающих станций.

 

Сети с контролем несущей реализуются в классе локальных сетей, потому что окно коллизии увеличивается по мере увеличения длины канала. В протяженном канале возникает больше коллизий и уменьшается пропускная способность сети. Большая задержка распространения (большая задержка до того времени, когда некоторая станция узнает о том, что другая станция ведет передачу) вызывает большую вероятность коллизий.

В случае коллизий станции имеют возможность определить искаженные данные, т.к. каждая станция способна одновременно вести передачу и «слушать». Когда происходит наложение двух сигналов, в уровне напряжения в канале возникают аномалии, которые обнаруживаются станциями, участвующими в коллизии. Эти станции прекращают передачу и после случайного времени ожидания пытаются снова захватить канал.

Случайность времени ожидания является определенной гарантией того, что коллизия не повториться, так как маловероятно, что в конкурирующих станциях будет сгенерировано одинаковое случайное время ожидания.

 

Маркерное кольцо.

 

Метод иллюстрируется на рис. 2.16.

Станции подключаются к кольцу с помощью кольцевого интерфейсного устройства (КИУ).

Каждое КИУ отвечает:

- за контроль данных, проходящих через него,

- за функции усиления-формирования сигнала (регенерацию сообщения),

- передачу его следующей станции.

 

Если кольцо находится в состоянии покоя (то есть кольцо не занимают никакие данные пользователя), «свободный» маркер передается по кольцу от узла к узлу.

 

Маркер используется для управления использованием кольца с помощью индикации «свободен» или «занят».

Наличие занятого маркера является признаком того, что некоторая станция захватила кольцо и передает данные.

Свободный маркер означает, что кольцо свободно и что любая станция, имеющая данные для передачи, может использовать маркер для передачи данных.

Управление кольцом последовательно передается по кольцу от узла к узлу. Этот метод реализуется в системах с явным маркером, называемый так потому, что любой станции разрешено передавать данные, когда она получает свободный маркер.

В то время, когда станция владеет маркером, она контролирует сеть. Захватив маркер (т.е. пометив его признаком «занят»), передающая станция (станция А на рис. 2.16) помещает данные вслед за маркером и передает эти данные в кольцо.

Функции КИУ заключаются в регенерации сигнала, проверке адреса в заголовке данных и передаче данных следующей станции.

Если адрес заголовка сообщения показывает, что данные предназначены данной станции, КИУ копирует данные и передает информацию своему устройству ООД.

В конце концов данные будут получены станцией-отправителем. Эта станция помечает маркер признаком «свободен» и передать его следующей станции в кольце.

 

Это требование предотвращает монополизацию всего кольца одной станцией. Если маркер обходит кольцо и его не использует ни одна станция, то эта станция (отправитель) может опять захватить маркер и передать данные.

Маркерная шина.

 

Системы, основанные на маркерной шине, обеспечивают доступ к каналу таким образом, как если бы он был физическим кольцом.

 

Пример такой системы представлен на рис. 2.17. Необходимо помнить, что маркерная шина не требует физического упорядочения станций, подключенных к шине. С помощью механизма логической конфигурации может быть обеспечен любой порядок передачи маркера.

Протокол использует управляющий кадр, называемый правом доступа или маркера доступа. Этот маркер предоставляет шину в исключительное распоряжение станции. Станция, удерживающая маркер, использует шину в течение периода времени, необходимого для посылки и приема данных (или даже для опроса других станций) а затем передает маркер определенной станции.

В шинной топологии все станции «слушают» канал и могут получить маркер доступа, но единственная станция, которая имеет возможность захватить канал, - это станция, которая указана в маркере доступа. Все другие станции ждут своей очереди, чтобы получить маркер.

Станции получают маркер в циклической последовательности, что и образует логическое кольцо в физической шине. Этот вид передачи маркера называется явной маркерной системой, поскольку топология требует упорядочения использования канала станциями.

 

Тема 2.8. Приоритетные системы.

 

Равноранговые приоритетные системы представлены на рис. 2.6 и подразделяются:

- приоритетный слотовый,

- контроль несущей (без коллизий),

- передача маркера (с приоритетами).

 

Системы с контролем несущей (без коллизий).

 

Системы без коллизий реализуются с помощью дополнительного устройства, называемого таймером или арбитром.

Таймер определяет, когда станция может вести передачу без опасности коллизий.

 

Временные параметры определяются для каждой станции; главная станция для управления канала не предусмотрена.