Зависимость (6.10) для а = 0 и а = 0,02 представлена на рис. 6.10. При малом времени

распространения сигнала по каналу (а = T) с увеличением интенсивности потока запросов на

передачу пакетов G скорость передачи пакетов по моноканалу возрастает, приближаясь к пропускной способности физического канала. Нормированная средняя задержка при передаче пакета

ин =(1 + cc) + (G / S - 1)(2а +1 + тн)(6.12)

Проверка несущей реализуется достаточно простой схемой, встраиваемой в сетевой адаптер, и приводит к существенному повышению пропускной способности моноканала. Однако СДПК не исключает возможности столкновения пакетов из-за конечности времени распространения сигналов а, в течение которого две или более системы могут начать передачу пакетов. Последствия столкновения пакетов ликвидируются двумя способами. Во-первых, в адаптеры систем можно встраивать схемы проверки столкновений. В этом случае доступ к каналу осуществляется с проверкой несущей и столкновений (СДПНС). Во-вторых, для ликвидации последствий столкновений можно использовать механизм квитанций и перезапроса. При этом передающая система не контролирует столкновения и возможно искажение пакетов. Принимающая система проверяет поступивший пакет с помощью контрольного суммирования к передаваемой с пакетом проверочной последовательности. Если ошибки в пакете не обнаружены, передающей системе направляется квитанция о приеме пакета. При отсутствии квитанции по истечении тайм-аута передающая система вновь направляет пакет адресату.

Эстафетный доступ. В магистральных структурах эстафетный доступ реализуется по схеме, приведенной на рис. 6.13. Сетевые адаптеры систем, подключенные к моноканалу, связаны кольцевой цепью, по которой между адаптерами передается эстафета - сигнал, разрешающий доступ к моноканалу. Если в адаптере пакет на передачу отсутствует, этот адаптер передает эстафету следующему адаптеру. Если адаптер хранит пакет для передачи, то по прибытии эстафеты адаптер начинает передачу пакета в канал и по окончании передачи пересылает эстафету следующему адаптеру. При эстафетном доступе почти полностью используется пропускная способность канала. Время доставки пакета не превышает NT, где N - число активных систем в сети и - время передачи пакета (кадра) по каналу. Все системы находятся в одинаковых условиях и получают право на передачу с частотой не ниже 1/(ЫТ).

Системы

N-1

n

Сетевые адаптеры

Рис. 6.13. Эстафетный доступ к каналу в ЛВС с магистральной структурой

Рис. 6.14. Структура кадра

В кольцевых структурах эстафетный доступ к каналу реализуется с использованием эстафеты - маркёра, последовательно передаваемого по кольцу от одной системы к другой. В качестве маркёра используется специально выделенный для этого разряд пакета - бит в

последовательности начала кадра ПНК (рис. 8.14). Если система находится в состоянии готовности к передаче пакета к приходит маркёр, она изымает его из кольца и направляет в канал кадр, пример структуры которого приведен на рис. 6.14. Кадр поступает в следующую систему сети, которая ретранслирует его к очередной системе, и т. д. Каждая система сравнивает свой собственный адрес с адресом получателя, указанным в кадре. Если адреса совпадают, система принимает пакет в свою память и одновременно транслирует его дальше. Факт приема пакета системой отмечается установкой в 1 специального бита приема, выделяемого для этой цели в последовательности конца кадра ПКК. Передающая система находится в состоянии передачи до возвращения в нее отправленного кадра. Принимая ранее переданный кадр, передающая система сравнивает его с хранимым в памяти текстом, анализирует значение бита приема и. установив правильность передачи и факт приема кадра, посылает маркёр следующей системе, которая по получении маркёра имеет право на передачу своего кадра. Если в системе отсутствуют данные для передачи, сна передает маркёр следующей системе сети. Таким образом, маркёр последовательно передается между системами кольца, поочередно предоставляя им право на передачу данных.

При начальном запуске ЛВС необходимо сформировать маркёр. Функция формирования маркёра может быть возложена на одну главную систему или на несколько систем сети. В результате помех, воздействующих на канал, и отказов систем маркёр может быть потерян. Факт потери устанавливается главной системой с помощью тайм-аута, длительность которого равна максимальной продолжительности передачи маркёра по кольцу. Если маркёр потерян, главная система генерирует его повторно в автоматическом режиме или под управлением оператора.

Управление информационным каналом. Информационный канал ЛВС строится на основе физического канала, дополняя последний средствами обеспечения достоверности данных, передаваемых в форме пакетов между узлами ЛВС. Порядок функционирования информационного канала задается протоколом управления, который относится ко второму подуровню уровня 2 (см. рис. 6.2) и определяет формат пакетов, средства контроля данных и исправления ошибок, вносимых в данные при передаче пакета по каналу. В ЛВС используется дейтаграммный способ передачи данных, т е. каждый пакет рассматривается как независимый объект, передаваемый между узлами сети. Пропускная способность моноканала, как правило, превышает потребную для сети, и поэтому нет необходимости в уменьшении размеров служебных полей. В связи с этим в ЛВС обычно используется единственный формат пакета с фиксированным размещением полей, что упрощает процедуры и средства формирования и приема пакетов (кадров). Структура кадра представлена на рис. 6.14. Последовательность начала кадра состоит, как правило, из 2-16 битов, используемых в качестве флага начала пакета и поля управления доступом к моноканалу. Поле данных в различных ЛВС имеет разную длину - обычно от 4 до 128, а в отдельных сетях до 512 байт. Корректность данных, содержащихся в пакете, может контролироваться разными способами: по четности байтов или с использованием 16- и 32-разрядных циклических сумм. В последовательности конца: кадра выделяются поля для кода циклической суммы, признака доставки пакета, признака продолжения сообщения в следующем пакете и др.

Система, принимающая пакет, проверяет его корректность с помощью средств контроля достоверности данных. При обнаружении ошибки в пакете данных производится повторная передача пакета в порядке, определяемом протоколом управления информационным каналом, например с использованием квитанции и тайм-аута. В кольцевых сетях пакет возвращается отправителю с отметкой о приеме, т. е, несет в себе квитанцию об успешном приеме. Если отметка о приеме отсутствует, система повторно передает пакет и выполняет это действие заданное число раз, определенное протоколом. Если попытки доставить пакет оказываются безуспешными, фиксируется неработоспособность (недоступность) адресата и взаимодействие прекращается. В магистральных сетях прием

подтверждается квитанцией. При отсутствии квитанции производится повторная передача пакета по истечении тайм-аута.

6.3. АДАПТЕРЫ

Сетевые адаптеры обеспечивают сопряжение узлов ЛВС с моноканалом и реализуют протоколы канального уровня: управления физическим каналом, доступом к каналу и информационным каналом. Структура адаптера представлена на рис. 6.15. Приемопередатчик согласует логические сигналы, формируемые в адаптере, с физическими сигналами в моноканале - уровнями сигналов в витых парах, биполярными сигналами в коаксиальном кабеле и световыми сигналами в волоконно-оптической линии и тем самым реализует управление физическим каналом. Блок управления доступом выполняет протокол, доступа к моноканалу, взаимодействуя с ним через приемопередатчик. Блок управления передачей обеспечивает вывод на приемопередатчик последовательности битой, соответствующих пакету. Блок управления приемом анализирует пакеты, передаваемые через моноканал, и выделяет пакеты, адресованные узлу, обслуживаемому адаптером. Блоки управления передачей и приемом либо имеют собственную буферную память для хранения пакетов, либо используют память ЭВМ. Четыре указанных блока образуют сетевую часть адаптера которая связывается с ЭВМ с помощью блока сопряжения через соответствующий интерфейс ввода - вывода.

ЭВМ

Сетевой адаптер

Интерфейс ввода-вывода

Управление доступом

Управление приемом

Моноканал

Рис. 6.15. Сетевой адаптер

Приемопередатчики. Способ построения приемопередатчиков оказывает значительное влияние на характеристики сети, и в первую очередь на надежность. При использовании в моноканале витой пары и коаксиального кабеля надежность канала (вероятность искажения передаваемых сигналов и устойчивость к отказам узлов сети) существенно зависит от организации электропитания и заземления приемопередатчиков. Радикальный способ развязки элементов сети по питанию - установка в соответствующих цепях развязывающих элементов - трансформаторов или оптронов (пар из светодиода и фотодиода), разрывающих электрические связи между источниками и приемниками сигналов. В магистральных ЛВС развязывающие элементы устанавливаются между приемопередатчиком и остальной частью адаптера (рис. 6.16, а), а в кольцевых сетях - в конце каждого сегмента кабеля, соединяющего соседние адаптеры (рис. 6.16, б).