Управление обменом в сети с топологией кольцо. Кольцевая топология имеет свои особенности при выборе метода

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, который

его передавал (так как топология замкнутая). Здесь нет одновременного

распространения сигнала в две стороны, как в топологии шина. Как уже

отмечалось, сети с топологией кольцо бывают однонаправленными и

двунаправленными. Наиболее распространены однонаправленные.

В сети с топологией кольцо можно использовать различные

централизованные методы управления (как в звезде), а также методы

случайного доступа (как в шине), но чаще выбирают все-таки

специфические методы управления, в наибольшей степени

соответствующие особенностям кольца.

Самые популярные методы управления в кольцевых сетях

маркерные (эстафетные), 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.

Работа маркерного метода управления в сети с топологией кольцо

представлена на рис. 1.15.

Рис. 1.15. Маркерный метод управления обменом (СМ—свободный

маркер, ЗМ— занятый маркер, МП— занятый маркер с подтверждением,

ПД—пакет данных)

По кольцу непрерывно ходит специальный управляющий пакет

минимальной длины, маркер, предоставляющий абонентам право

передавать свой пакет. Алгоритм действий абонентов:

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 данном случае это абонент 3) распознает

пакет как адресованный ему, то он его принимает, 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 следующему 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.

9

В чем-то рассматриваемый метод похож на метод опроса

(централизованный), хотя явно выделенного центра здесь не

существует. Однако некий центр обычно все-таки присутствует. 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, а также из-за

подключения и отключения абонентов). В противном случае механизм

доступа работать не будет. Следовательно, надежность управления в

данном случае снижается (выход центра из строя приводит к полной

дезорганизации обмена). Существуют специальные средства для

повышения надежности и восстановления центра контроля маркера.

Основное преимущество маркерного метода перед CSMA/CD состоит

в гарантированной величине времени доступа. Его максимальная

величина, как и при централизованном методе, составит (N-1)· tпк, где N

– полное число абонентов в сети, tпк – время прохождения пакета по

кольцу. Вообще, маркерный метод управления обменом при большой

интенсивности обмена в сети (загруженность более 30—40%) гораздо

эффективнее случайных методов. Он позволяет сети работать с большей

нагрузкой, которая теоретически может даже приближаться к 100%.

Метод маркерного доступа используется не только в кольце

(например, в сети IBM Token Ring или FDDI), но и в шине (в частности,

сеть Arcnet-BUS), а также в пассивной звезде (к примеру, 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 (рис. 1.16). При этом

совмещаются достоинства физической топологии шина и маркерного

метода управления.

Рис. 1.16. Применение маркерного метода управления в шине

10