 |
Управление обменом в сети с топологией звезда
|
|
|
|
Учебное пособие
Новосибирск
2016
Издается в соответствии с планом УМР НГУЭУ
Рецензенты:
А.В. Аксенов - доктор технических наук,
профессор кафедры информатики Сиб УПК
А.Л. Осипов - кандидат технических наук,
профессор кафедры прикладных информационных технологий НГУЭУ
Авторы:
В.Н. Бабешко
Бабешко, В.Н.
СТ: учебное пособие / В.Н. Бабешко; Новосиб. гос. ун-т экономики и управления. – Новосибирск, 2014. – 129 с.
Лк Методы управления обменом
Сеть объединяет несколько абонентов, каждый из которых имеет право передавать свои пакеты. Однако одновременно по одному кабелю передавать несколько пакетов нельзя, иначе может возникнуть коллизия (конфликт), который приведет к искажению либо потере этих пакетов. Необходимо установить очередность доступа к сети (захвата сети) всеми абонентами, желающими передавать свои данные. Это относится, главным образом, к сетям с топологиями кольцо и шина.
В любой сети обязательно применяется тот или иной метод управления обменом (метод доступа, метод арбитража), предотвращающий или разрешающий конфликты между абонентами. От эффективности работы выбранного метода управления обменом зависят основные характеристики сети: скорость обмена информацией между компьютерами, нагрузочная способность (способность работать с различными интенсивностями обмена), время реакции сети на внешние события и т.д. Метод управления – это один из важнейших параметров сети. Тип метода управления обменом во многом определяется особенностями сетевой топологии[1].
Методы управления обменом в локальных сетях делятся на две группы:
Централизованные методы, в которых все управление обменом сосредоточено в одном месте. Недостатки таких методов: неустойчивость к отказам центра, малая гибкость управления (центр не может оперативно реагировать на все события в сети). Достоинство централизованных методов – отсутствие конфликтов.
|
|
|
Децентрализованные методы, в которых отсутствует центр управления. Всеми вопросами управления, в том числе предотвращением, обнаружением и разрешением конфликтов, занимаются все абоненты сети. Главные достоинства децентрализованных методов: высокая устойчивость к отказам и большая гибкость, однако возможны конфликты, которые надо разрешать.
Децентрализованные методы управления сетевым обменом, в свою очередь, делят:
-Детерминированные методы, которые определяют четкие правила и порядок использования сети абонентами. Абоненты имеют определенную систему приоритетов, причем эти приоритеты различны для всех участников сетевого обмена. При этом конфликты полностью исключены (или маловероятны), однако некоторые абоненты могут дожидаться своей очереди на передачу определенное, но достаточно продолжительное время. К детерминированным методам относится, например, маркерный доступ (сети Token-Ring, FDDI), при котором право передачи передается по эстафете от предыдущего абонента к следующему.
-Случайные методы, которые подразумевают случайное (псевдослучайное) чередование абонентов, использующих сеть для передачи своих данных. При этом возможность конфликтов (коллизий) подразумевается, но предлагаются способы их разрешения. Случайные методы значительно хуже (по сравнению с детерминированными) работают при больших информационных нагрузках в сети (при большом сетевом трафик) и не гарантируют абоненту величину времени доступа. В то же время они, как правило, устойчивее к отказам сетевого оборудования и более эффективно используют сеть при невысокой интенсивности обмена. Характерным примером случайного метода служит – CSMA/CD.
|
|
|
Для трех основных топологий характерны три наиболее типичных метода управления сетевым обменом.
Управление обменом в сети с топологией звезда
В топологии звезда чаще всего используют централизованный метод управления обменом. Это связано с тем, что все информационные потоки проходят через центр, и именно этому центру логично выполнять управление обменом в сети. Периферийные абоненты, желающие передать свой пакет (имеющие заявки на передачу), посылают центру свои запросы (управляющие пакеты или специальные сигналы). Центр предоставляет им право передачи пакета в порядке, определяемом алгоритмом. Например, по их физическому расположению в звезде в направлении по часовой стрелке. В этом случае говорят, что абоненты имеют географические приоритеты (по их физическому расположению). В каждый момент времени наивысшим приоритетом обладает следующий по порядку абонент, но в пределах полного цикла опроса ни один из абонентов не имеет никаких преимуществ перед другими. Такой метод управления называют методом с пассивным центром, так как центр пассивно прослушивает периферийные абоненты.
Используют и другой принцип реализации централизованного управления (с активным центром). В этом случае центр посылает запросы о готовности передавать (управляющие пакеты или специальные сигналы) по очереди всем периферийным абонентам. Тот периферийный абонент, который имеет данные для передачи (первый из опрошенных) посылает ответ и сразу начинает свою передачу. В дальнейшем центр проводит сеанс обмена именно с ним. После окончания этого сеанса центральный абонент продолжает опрос периферийных абонентов. Если желает передавать центральный абонент, он передает свои данные вне очереди.
Оба варианта предполагают, что никаких конфликтов быть не может. Если все абоненты активны, и заявки на передачу поступают интенсивно, то все они будут передавать строго по очереди, но центр должен быть исключительно надежен, иначе будет заблокирован весь процесс обмена. Механизм управления в данном случае не слишком гибок, так как центр работает по заданному алгоритму. К тому же скорость управления обменом невысока. Ведь даже в случае, когда передает только один абонент, ему все равно приходится ждать после каждого переданного пакета, пока центр опросит все остальные периферийные абоненты.
Как правило, централизованные методы управления применяются в небольших сетях (с ограниченным числом абонентов). В случае больших сетей нагрузка по управлению обменом на центр существенно возрастает.
|
|
|
12 |
