Маркерная шина. Системы,основанные на маркерной шине,обеспечивают доступ к каналу таким образом,как если бы он был физическим кольцом.Протокол устраняет коллизии,которые могут иметь место в системах с контролем несущей (с коллизиями) и допускают использование канала некольцевого (шинного) типа.Простой пример такой системы представлен на рис.3.
S = D S = C Логическое кольцо
B D
Физическая шина
A C
S = B S = A
Рис.3 Маркерная шина.
S - адрес следующей станции,которой будет передан маркер (приемник)
- ООД.
Необходимо помнить,что маркерная шина не требует физического упорядочения станций,подключенных к шине.С помощью механизма логической конфигурации может быть обеспечен любой порядок передачи станцией маркера.
Протокол использует управляющий кадр,называемый правом доступа или маркером 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 должны ждать 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 шинная топология требует упорядочения использования канала станциями.
3.2. Приоритетные системы.
Важная группа сетевых систем передачи данных - это равноранговые приоритетные системы.Как следует из классификации (схема 1),эти системы представлены тремя подходами:приоритетный слотовый,контроль несущей (без коллизий) и передача маркера (с приоритетами).
3.2.1. Приоритетные слотовые системы.
Приоритетные слотовые системы подобны обычным системам с квантованием времени и мультиплексированием,которые были рассмотрены нами ранее.Однако использование канала производится на приоритетной основе.Например,для использования канала можно предложить следующие критерии для установления приоритетов:
- предшествующее владение слотом (квантом времени);
- время ответа,которое удовлетворяет станцию;
- объем передаваемых данных;
- требования к характеристикам передачи данных в течение суток.
Приоритетные слотовые системы могут быть образованы без главной станции.Управление использованием слотов обеспечивается путем загрузки параметров приоритетов в каждой станции.
Приоритетные слотовые системы широко используются в спутниковой связи.
3.2.2. Системы с контролем несущей (без коллизий).
Системы этого типа имеют много общих черт с сетями,основанными на контроле несущей (с коллизиями).Основное отличие состоит в использовании специальной логики для предотвращения возникновения коллизий.Системы без коллизий можно реализовать с помощью методов и средств,аналогичных тем,которые используются в слотовой сети.Еще один подход состоит в том,чтобы использовать в сети дополнительное устройство,называемое таймером или арбитром.Это устройство определяет,когда станция может вести передачу без опасности коллизий.Временные параметры определяются каждой станцией;главная станция для использования канала не предусмотрена.
Каждый порт имеет предварительно установленный временной порог.После того как этот временной порог пройден,порт на основании некотрого временного параметра определяет,когда можно вести передачу.(Это напоминает концепцию "захвата" маркера.)Значения времени могут устанавливаться на приоритетной основе,причем у порта с наивысшим приоритетом переполнение таймера наступает раньше всего.Если этот порт не намерен вести передачу,канал будет находиться в состоянии покоя.Станция со следующим по величине приоритетом обнаруживает,что канал свободен.Ее таймер показывает,что лимит времени,когда может вестись передача,не исчерпан,поэтому она может захватить канал.
Станции с высоким приоритетом в случае,если они не ведут передачу,переводят канал в состояние покоя,что позволяет станциям с более низким приоритетом использовать его.В традиционных слотовых сетях время покоя представляет собой не что иное,как упущенные возможности для передачи данных.Однако сеть без коллизий использует арбитра,чтобы дать возможность станции со следующим по величине приоритетом в канале захватить время покоя,если у нее есть данные,которые необходимо передать.Этот подход значительно уменьшает время покоя канала.
3.2.3. Системы с передачей маркера (приоритетные).
Последний пример одноранговых приоритетных систем - это улучшенная схема передачи маркера,предполагающая дополнительное использование приоритетов в маркерной сети,как правило,маркерном кольце.Каждой системе, подключаемой к маркерной сети,приписывается некоторый приоритет.Обычно назначается восемь приоритетов.Назначение приоритетной системы с передачей маркера состоит в том,чтобы дать каждой станции возможность зарезервировать использование кольца для следующей передачи по кольцу.Когда маркер и данные распространяются по кольцу,каждый узел анализирует маркер,который содержит поле резервирования.Если собственный приоритет узла выше,чем значение приоритета в поле резервирования,он увеличивает значение поля резервирования до своего уровня,тем самым резервируя маркер на следующий цикл.Если какой-то другой узел не увеличит еще больше значение поля резервирования,этой станции разрешается использовать маркер и канал во время следующей передачи по кольцу.
Станция,захватывающая маркер,должна запоминать предыдущее значение поля резервирования в области своей временной памяти.После "высвобождения" маркера,когда он завершит полный оборот по кольцу,станция восстанавливает предыдущий запрос к сети,имеющий более низкий приоритет.Таким образом,как только маркер в следующем цикле делается свободным,станции с наивысшим значением резервирования разрешается его захватить.Приоритетные системы с передачей маркера широко применяются в ЛС,поэтому рассмотрим их более подробно.
Метод передачи маркера широко используется в неприоритетных и приоритетных сетях с магистральной (шинной), звездообразной и кольцевой топологией. Он относится к классу селективных методов: право на передачу данных станции получают в определенном порядке, задаваемом с помощью маркера, который представляет собой уникальную последовательность битов информации (уникальный кадр). Магистральные сети, использующие этот метод, называются сетями типа " маркерная шина", а кольцевые сети -сетями типа "маркерное кольцо".
В сетях типа "маркерная шина" (рис. 11.5) доступ к каналу обеспечивается таким образом, как если бы канал был физическим кольцом, причем допускается использование канала некольцевого типа (шинного, звездообразного).
Рис. 11.5. Протокол типа "маркерная шина"
Право пользования каналом передается организованным путем. Маркер (управляющий кадр) содержит адресное поле, где записывается адрес станции, которой предоставляется право доступа в канал. Станция, получив маркер со своим адресом, имеет исключительное право на передачу данных (кадра) по физическому каналу. После передачи кадра станция отправляет маркер другой станции, которая является очередной по установленному порядку владения правом на передачу. Каждой станции известен идентификатор следующей станции. Станции получают маркер в циклической последовательности, при этом в физической шине формируется так называемое логическое кольцо. Все станции "слушают" канал, но захватить канал для передачи данных может только та станция, которая указана в адресном поле маркера. Работая в режиме прослушивания канала, принять переданный кадр может только та станция, адрес которой указан в поле адреса получателя этого кадра.
В сетях типа "маркерная шина", помимо передачи маркера, решается проблема потери маркера из-за повреждения одного из узлов сети и реконфигурации логического кольца, когда в кольцо добавляется или из него удаляется один из узлов.
Преимущества такого метода доступа очевидны:
- не требуется физического упорядочения подключенных к шине станций, так как с помощью механизма логической конфигурации может быть обеспечен любой порядок передачи маркера станции, т. е. с помощью этого механизма осуществляется упорядочение использования канала станциями;
- имеется возможность использования в загруженных сетях;
- возможна передача кадров произвольной длины.
