МЕТОДИ ДОСТУПУ ДО СЕРЕДОВИЩА ПЕРЕДАЧІ ДАНИХ - Студопедія

Як було зазначено, всі станції однієїлокальної мережімають загальнусередову передачі(наприклад, кабель). При цьому можуть виникнути спроби доступу до середовища більш ніж однієї станції, коли дві і більше станції намагаються надіслати дані в один і той же час. В результаті можливийконфлікт (collision). Щоб уникнути цієї ситуації, використовуютьсяметоди управління доступомдо середовища (Medium Access Control). Ці методи визначають процедури, які мають дотримуватися станції під час передачі інформації, і цим гарантують, що конфлікти між станціями не виникнуть.

методивипадкового доступу;
методикерованого доступу.

Методикерованого доступуподіляються на фіксований та на вимогу

Метод доступу – це спосіб визначення того, яка з робочих станцій зможе використовувати ЛВС. Те, як мережа управляє доступом до каналу зв'язку (кабелю), істотно впливає її характеристики. Прикладами методів доступу є:

Метод множинного доступу з контролем несучої та дозволом колізій (CSMA/CD) встановлює такий порядок: якщо робоча станція хоче скористатися мережею передачі даних, вона спочатку повинна перевірити стан каналу: починати передачу станція може, якщо канал вільний. У процесі передачі станція продовжує прослуховування мережі виявлення можливих конфліктів. Якщо виникає конфлікт через те, що два вузли спробують зайняти канал, то інтерфейсна плата, що виявила конфлікт, видає в мережу спеціальний сигнал, і обидві станції одночасно припиняють передачу. Приймаюча станція відкидає частково прийняте повідомлення, а всеробочі станції, які бажають передати повідомлення, протягом деякого, випадково вибраного проміжку часу вичікують, перш ніж розпочати повідомлення.

У мережах типу"маркерна шина"доступ до каналу забезпечується таким чином, якби канал був фізичним кільцем, причому допускається використання каналу кільцевого типу.

У мережах типу "маркерна шина", крім передачі маркера, вирішується проблема втрати маркера через пошкодження одного з вузлів мережі та реконфігурації (процес зміни конфігурації об'єкта) логічного кільця, коли в кільце додається або з нього видаляється один із вузлів.

У мережах типу"маркерне кільце"(мережі з кільцевою топологією) сигнали поширюються через односпрямовані двоточкові шляхи між вузлами. Вузли та односпрямовані ланки з'єднуються послідовно, утворюючи фізичне кільце. На відміну від мереж з шинною структурою, де вузли діють тільки як передавачі або приймачі та відмова вузла або видалення його з мережі не впливає на передачу сигналу до інших вузлів, тут при поширенні сигналу всі вузли відіграють активну роль, беручи участь у ретрансляції, посиленні, аналізі і модифікації сигналів, що надходять.

У кільцевій мережі у передачею маркера також вирішується проблема втрати маркера внаслідок помилок під час передачі або збоїв у вузлі. Відсутність передач у мережі означає втрату маркера. Функції відновлення кільця у разі виконує мережевий моніторний вузол.

Вони відрізняються тим,

Що при випадковому методі доступу мережа завжди вільна і будь-який комп'ютер у будь-який момент може скористатися мережею, а потім вона буде вільна для використання іншим комп'ютером.

А при маркерномуметод доступу, по мережі пускається маркер у певному напрямку. І як тільки маркер потрапляє до комп'ютера, він у цей момент може скористатися мережею, а як тільки маркер відправляється до іншого комп'ютера, попередній уже не може скористатися мережею. Чим маркерне кільце відрізняється від шини, лише фізичним розташуванням.

Методи доступу, які застосовуються в локальних мережах

Основною проблемою при побудові локальних мереж є вибір правил, що регламентують порядок передачі станцій на загальному середовищі. Складність проблеми полягає в тому, що окремі станції повинні здійснювати передачу таким чином, щоб не заважати один одному, оскільки при одночасному передачі сигналів від двох і більшої кількості станцій відбувається накладення та взаємне спотворення сигналів, відбувається так званий конфлікт. При цьому локальні мережі прагнуть будувати таким чином, щоб на мережі не було координуючого центру (диспетчера) і всі станції могли працювати автономно. Для вирішення цього завдання розроблено низку методів регламентації передачі, або методів множинного доступу.

1.Випадкові методи доступу, коли момент виходу на середовище передачі визначається з використанням механізму випадкового вибору. Вперше цей метод був запропонований в системі ALOHA, в якій вузол починав передачу свого пакета в момент появи незалежно від наявності передачі в каналі зв'язку від інших вузлів. Такий режим може призводити до конфліктів, коли два або більше вузлів здійснюють одночасну передачу і тим самим взаємно спотворюють пакети, що передаються. Спотворені у процесі конфлікту пакети повторно передаються через випадково вибраний інтервал часу та можуть потрапляти у повторні конфлікти.

Дослідження ефективності використання пропускноїМожливості середовища передачі показало, що максимальний коефіцієнт використання (ставлення максимальної швидкості передачі до пропускної спроможності) вбирається у 0,184. При збільшенні навантаження ймовірність конфлікту зростає і час затримки успішної передачі збільшується.

Для зменшення ймовірності появи конфлікту використання пропускної спроможності розробили низку модифікацій цього. Випадковий множинний доступ із контролем несучої (CSMA), випадковий множинний доступ із контролем несучої та виявленням конфліктів (CSMA/CD), що використовується в одній з перших локальних мереж Ethernet.

Відмінність методу CSMA від ALOHA полягає в тому, що в ньому кожен вузол контролює наявність передачі в середовищі від інших вузлів і в момент надходження пакета у вузол: передача починається лише в тому випадку, якщо середовище вільне. Якщо у момент передачі виник конфлікт, робиться спроба його вирішення, наприклад, затримка передачі на випадковий інтервал часу. Нова спроба може призвести до успішної передачі або повторення конфлікту. Відомі і складніші процедури вирішення конфлікту, що забезпечують збільшення пропускної спроможності мережі.

Метод CSMA/CD відрізняється від CSMA тим, що вузол, який здійснює передачу, контролює виникнення конфлікту в процесі передачі, і якщо він виявляє появу конфлікту, передача припиняється та реалізується та чи інша процедура спроби виходу з конфліктної ситуації.

Ефективність використання середовища передачі в таких системах істотно залежить від інтервалу часу між початком передачі пакета і тим моментом, коли всі вузли дізнаються про зайняття середовища.

Перевагою випадкових методів доступу є простота реалізації та низький час затримки при малих навантаженнях на мережу. Однак вони маютьі серйозними недоліками, серед яких можна вказати відсутність гарантованої верхньої межі часу затримки до успішної передачі пакета, що унеможливлює застосування цього методу в системах, що вимагають передачі в реальному масштабі часу із заданими граничними затримками; нестабільну роботу зі збільшенням вхідного навантаження, коли частота успішної передачі пакетів знижується, а затримка різко збільшується; різке зниження ефективності використання середовища передачі.

Незважаючи на це, метод CSMA/CD набув досить широкого поширення і передбачається серед міжнародних стандартів.

2.Маркерні методи доступу, у яких право заняття середовища передається від вузла до вузла у певній послідовності(за логічним кільцем) чи з пріоритетів у вигляді спеціальних повідомлень(маркеров).

Вузол, який отримав маркер, може здійснювати передачу протягом певного часу, після чого зобов'язаний передати маркер наступному вузлу. Перевагами цього є гарантований граничний час затримки передачі пакета і відсутність нестабільного режиму передачі, характерного для випадкових методів доступу. Недолік – складність реалізації процедур ініціалізації логічного кільця, включення – виключення вузлів з логічного кільця, процедури відновлення роботи мережі після відмов чи втрати маркера, тощо. крім того, сама передача маркера вимагає передачі певного обсягу службової інформації, що призводить до зниження ефективності використання середовища передачі.

3.Інтервальні методи доступухарактеризуються використанням у процедурі доступу часових інтервалів, пов'язаних з моментом звільнення середовища після передачі пакета. Вузол має право на передачу, якщо він спостерігає вільне середовищепісля передачі пакета будь-яким вузлом протягом певного інтервалу часу, який залежить від конкурентної процедури доступу.

Методи доступу поділяються також за видом інформації, що використовується у процесі прийняття рішення про можливість передачі з цього вузла. У найпростішому випадку в процедурі доступу використовується тільки інформація про час звільнення середовища передачі в даному вузлі, номер даного вузла і максимальний час поширення сигналу між найбільш віддаленими вузлами мережі. У більш складних процедурах може використовуватися також інформація про номер вузла, який останнім вів передачу, час поширення між парами вузлів та про інші параметри.

4.Інтервально-маркерні методи доступу, у яких право зайняття середовища визначається часовими інтервалами після передачі пакета чи спеціального маркера. Якщо мережа достатньо завантажена, то в ній йде безперервна передача пакетів з інтервалами, які визначаються процедурою доступу. Якщо ж у мережі пакетів немає, здійснюється передача синхромаркерів, які є опорними тимчасовими мітками для відліку тимчасових інтервалів, визначальних право заняття середовища передачі вузлами мережі у разі їх у пакетів.

Ще однією характеристикою, через яку можуть відрізнятися методи доступу, є порядок передачі між вузлами права на заняття середовища, тобто порядок передачі управління, або режим пріоритетів. За цим критерієм можна виділити такі можливі режими:

- Послідовний циклічний доступ, при якому всі вузли у певній послідовності отримують право на передачу пакетів. Жоден з вузлів не має якихось переваг у порівнянні з іншими вузлами. При такому методі передачі управління для кожного вузла гарантовано кінцеве граничнечас затримки пакета, яке залежить від активності інших вузлів;

- пріоритетний циклічний доступ, при якому керування послідовно передається між усіма вузлами мережі, проте вузол, що веде передачу, має пріоритет щодо інших вузлів – він може продовжувати передачу до тих пір, поки у нього є пакети. В цьому випадку можливе захоплення середовища окремими вузлами і внаслідок цього граничний час затримки не гарантовано;

- частково-пріоритетний циклічний доступ, при якому вузол, що веде передачу, має пріоритет лише над частиною вузлів, наприклад над вузлами з меншими номерами, якщо вузли з великими номерами не мають пакетів для передачі. Якщо всі вузли мають пакети, цей метод доступу забезпечує послідовний обхід всіх вузлів. Граничний час затримки для всіх вузлів мережі не гарантується;

- пріоритетний доступ, при якому після передачі будь-яким вузлом управління переходить до вузла з найбільшим пріоритетом, якщо цей вузол не має пакетів; - до вузла наступного пріоритету і т.д.

Чи не знайшли те, що шукали? Скористайтеся пошуком: