| 3.3.3. Управление обменом в сети с топологией
кольцо
Кольцевая топология имеет свои особенности при выборе метода управления
обменом. В этом случае важно то, что любой пакет, посланный по кольцу,
последовательно пройдя всех абонентов, через некоторое время возвратится
в ту же точку, к тому же абоненту (так как топология замкнутая), то есть
нет одновременного распространения сигнала в две стороны, как в топологии
«шина». Отметим, что сети с топологией «кольцо»
бывают однонаправленными и двунаправленными. Мы будем здесь рассматривать
только однонаправленные, как более распространенные.
Рис. 3.9. Маркерный метод управления обменом
(СМ-свободный маркер, ЗМ— занятый маркер, МП— занятый маркер с подтверждением,
ПД—пакет данных)
В принципе, в сети с топологией «кольцо» можно использовать
различные централизованные методы управления (как в звезде), можно применять
также методы случайного доступа (как в шине), но чаще выбирают все-таки
специфические методы управления, в наибольшей степени соответствующие
именно особенностям кольца. Наиболее популярны в этом случае маркерные
(эстафетные) методы управления, то есть те, которые используют маркер
(эстафету) - небольшой управляющий пакет специального вида. Именно эстафетная
передача маркера по кольцу позволяет передавать право на захват сети от
одного абонента к другому. Маркерные методы относятся к децентрализованным
и детерминированным методам управления обменом в сети. В них нет явно
выраженного центра, но существует четкая система приоритетов, и потому
не бывает конфликтов.
Рассмотрим работу маркерного метода управления в сети с топологией кольцо
(рис. 3.9).
По кольцу непрерывно ходит специальный пакет, маркер, предоставляющий
абонентам право передавать свой пакет. Алгоритм действий абонентов включает
в себя следующее:
- Абонент 1, желающий передать свой пакет, должен дождаться прихода
к нему свободного маркера. Затем он присоединяет к маркеру свой пакет,
помечает маркер как занятый и отправляет эту посылку следующему по кольцу
абоненту.
- Все остальные абоненты (2, 3, 4), получив маркер с присоединенным
пакетом, проверяют, им ли адресован пакет. Если пакет адресован не им,
то они передают полученную посылку (маркер + пакет) дальше по кольцу.
- Если какой-то абонент (в нашем случае это будет абонент 3) распознает
пакет как адресованный ему, то он принимает этот пакет, устанавливает
в маркере бит подтверждения приема и передает посылку (маркер + пакет)
дальше по кольцу.
- Передававший абонент 1 получает свою посылку, прошедшую по всему
кольцу, обратно, помечает маркер как свободный, удаляет из сети свой
пакет и посылает свободный маркер дальше по кольцу. Абонент, желающий
передавать, ждет этого маркера, и все повторяется снова.
Приоритет при данном методе управления получается географический, то
есть право передачи после освобождения сети переходит к следующе- „ му
по направлению кольца абоненту от последнего передававшего абонента. Но
эта система приоритетов работает только при большой интенсивности обмена.
При малой интенсивности обмена все абоненты равноправны, и время доступа
к сети каждого из них определяется только положением маркера в момент
возникновения заявки на передачу.
В чем-то рассматриваемый метод похож на метод опроса (централизованный),
хотя явно выделенного центра здесь не существует. Однако некоторый центр
обычно все-таки должен присутствовать: один из абонентов (или специальное
устройство) должен следить, чтобы маркер не потерялся в процессе прохождения
по кольцу (например, из-за действия помех или сбоя в работе какого-то
абонента). В противном случае механизм доступа работать не будет. Следовательно,
надежность управления в данном случае снижается (выход центра из строя
приводит к полной дезорганизации обмена), поэтому обычно применяются специальные
средства для повышения надежности, восстановления центра контроля за маркером.
Основное преимущество данного метода перед CSMA/CD состоит в том, что
здесь гарантирована величина времени доступа. Его величина составит (N
- 1) t , где N - полное число абонентов в сети, tnK — время прохождения
пакета по кольцу. Вообще маркерный метод управления обменом гораздо эффективнее
случайных методов при большой интенсивности обмена в сети (при загруженности
более 30-40%). Он позволяет сети работать с большей нагрузкой, которая
теоретически может приближаться к 100%.
Метод маркерного доступа может использоваться не только в кольце (например,
в сети IBM Token Ring или FDDI), но и в шине (например, сеть Arcnet-BUS),
и в пассивной звезде (например, сеть Arcnet-STAR). В этих случаях реализуется
не физическое, а логическое кольцо, то есть все абоненты последовательно
передают друг другу маркер, и эта цепочка передачи маркеров замкнута в
кольцо. При этом совмещаются достоинства физической топологии «шина»
и маркерного метода управления.
|
