Механизм приоритетного доступа при маркерном доступе на структуре шина.
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.
Маркерная шина (с приоритетом).
Маркер (право на передачу) передается от станции к станции в убывающем порядке численных адресов станций.Когда станция определяет,что маркерный кадр адресован ей,она может перередавать кадры данных.Когда станция заканчивает передачу кадров данных,она передает маркер следующей станции в логическом кольце.Владея маркером,станция может временно делегировать свое право передачи другой станции,посылая кадр данных
запрос-с-ответом.
После того как станция завершает передачу кадров данных,которые у нее были,станция передает маркер следующей станции в логическом кольце путем передачи маркерного управляющего кадра.
Послав маркерный кадр,станция слушает среду,чтобы удостовериться,что станция-преемник "услышала" маркерный кадр и находится в активном состоянии.Если станция-отправитель определяет,что вслед за маркером послан действительный кадр,она считает,что станция-преемник владеет маркером и ведет передачу.Если отправитель маркера не "слышит" действительного кадра,следующего за переданным ею маркером,она пытается оценить состояние сети и может принять меры для обхода неисправной станции путем установления нового преемника.В случае более
серьезных неисправностей делаются попытки заново инициировать кольцо.
Если станция-преемник не ведет передачу,станция-отправитель обычно считает,что преемник находится в нерабочем состоянии.Отправитель затем передает кадр "кто следующий" ("who follows"),содержащий адрес своего предшественника.Станция,адрес предшественника которой совпадает с адресом "кто следующий",посылает
кадр "установить преемника"("set successor"),содержащий ее адрес.Таким образом производится обход отказавшей станции в сети.
Добавление станций к сети производится в
соответствии с подходом названным "окна ответа".
* Когда станция владеет маркером,она
передает кадр "санкция-на-преемника" (solicit-successor).Адрес в
кадре лежит между адресами этого узла и следующей станции-преемника.
* Владелец маркера ожидает время,равное
длительности одного окна (длительность слота,равная двум максимальным задержкам
распространения сигнала по шине).
* Если ответа нет,маркер передается
узлу-преемнику.
* Если ответ есть,запрашивающий узел
посылает кадр "установить преемника" и владелец маркера меняет адрес
своего узла-преемника.Запрашивающий узел получает маркер,устанавливает свои
адреса и продолжает работу.
Узел
может "выпасть" из последовательности передачи.Получив маркер,узел
посылает своему предшественнику кадр "установить преемника",который
приказывает следующему узлу передать маркер его преемнику.
Хотя на рис. 3 система с маркерной шиной
относится к классу равноранговых сетей без приоритетов,имеются необязательные
возможности (опции) включения класса сервиса,которые делают систему
приоритетно-ориентированной.Опция класса сервиса позволяет станциям
осуществлять доступ к шине на основе одного
из четырех типов передаваемых данных:
* Синхронный - класс 6
* Асинхронный срочный - класс 4
* Асинхронный обычный - класс 2
* Асинхронный в доступное время -класс 0.
Станции,владеющей маркером,разрешается
осуществлять управление шиной на основе таймеров приоритета.Таймеры
предоставляют большее время более высоким классам трафика.