В зависимости от способа предоставления права на пользование каналом методы первой группы способов бывают централизованными и децентрализованными. В первом случае санкцию на пользование каналом в соответствии с запросами дает центральный узел, во втором каждый узел сам определяет право на пользование каналом.
Методы доступа к среде передачи данных
Разделяемым ресурсом в локальных сетях является пропускная способность канала передачи данных. Существуют различные способы разделения пропускной способности канала, основанные на методах детерминированного доступа и методах случайного доступа (см. рис. 59).
Аналогично и методы второй группы способов подразделяют на централизованные и децентрализованные. В первом случае центральный узел управления выполняет исключительно функцию управления коммутацией и в соответствии с его указаниями остальные узлы передают либо принимают информацию из канала. Во втором случае каждый узел индивидуально оценивает ситуацию управления, передает или принимает информацию, направленную по его адресу. Этот метод широко используют в системах с коммутацией пакетов.
Разделение пропускной способности каналов на основе опроса является самым простым методом при коммутации пакетов.При этом методе первичный (управляющий) узел периодически опрашивает по списку вторичные (подчиненные) узлы последовательно один за другим на предмет наличия запроса на передачу. Право на пользование каналом предоставляется узлу, у которого имеется такой запрос. После окончания сеанса связи первичный узел начинает циклический опрос остальных узлов из списка о наличии запроса на передачу.Данный метод наиболее часто используют в недорогих системах с невысоким быстродействием, имеющих звездообразную структуру или общую шину. Примерами стандартов, регламентирующих протоколы для таких систем, являются BSC и ЮМ 2848.
Рассмотрим подробнее один из способов реализации метода опроса на примере системы с опросом /выбором. Назначение команды Опрос (Polling) состоит в передаче данных первичному узлу. Назначение команды Выбор (Selecting) противоположное - передавать данные из первичного узла во вторичный.Эти команды являются основными для передачи данных в любой узел канала или сети. Прежде всего команда Опрос посылается из первичного узла во вторичный узел. Если во вторичном узле имеются данные, готовые к передаче, они посылаются в опрашивающий узел. Первичный узел осуществляет контроль ошибок и посылает положительный ответ АСК (при отсутствии ошибок) и отрицательный ответ NAC (при обнаружении ошибки). Эти два события (передача данных и ACK/NAC) могут происходить много раз до тех пор, пока у вторичного узла не останется данных, которые необходимо передать. В этом случае вторичная станция должна послать уведомление EOT (End Of Transmission) о том, что она закончила передачу.
Посылка команды Выбор вторичному узлу фактически означает проверку готовности вторичного узла принять данные от первичного. Подтверждение АСК в ответ на выбор означает положительный ответ. Данные передаются, проверяются на наличие ошибок, и их прием подтверждается. Процесс повторяется до окончания данных. В конце сеанса передачи посылается управляющее уведомление EOT. В более совершенных системах при установлении связи в узлах резервируются ресурсы для приема данных. Поэтому считается, что приемник в любой момент может получить данные, и необходимость в командах выбора отпадает.
Иногда на команду выбора вторичный узел отвечает отрицательным подтверждением NAC. Существует множество причин, почему узел не может вести прием данных. Он может быть занят выполнением других задач или не иметь необходимого пространства в буфере для приема данных; у него могут иметься данные для передачи в первичный узел. Система опроса/выбора решает проблему таким образом, что первичный узел инициирует опрос, который позволяет вторичному узлу послать данные и очистить свои буферы.
Система опроса/выбора может быть использована в режиме соединения «точка-многоточие» для разделения пропускной способности канала между двумя вторичными станциями.
Недостатком системы с опросом/выбором является наличие неоднократных ответных реакций на опрос, что приводит к непроизводительному потреблению дорогостоящих ресурсов канала. Эти накладные расходы особенно ощутимы в системах без мультиплексоров или групповых контроллеров терминального оборудования. Подобные устройства могут принять команду опроса, общую для всех устройств, произвести сканирование подсоединенных устройств для выявления активного запроса на передачу и передать данные первичному узлу.
Другой подход к уменьшению накладных расходов, вызываемых опросом, состоит в использовании динамических таблиц опроса/выбора. Если продолжается опрос терминала и он не отвечает после определенного числа попыток, его приоритет в таблице опроса понижается, и, следовательно, он реже обслуживается. Те устройства, которые положительно реагировали на опрос, продвигаются вверх в таблице приоритетов. Можно предусмотреть многократный просмотр таблицы для одного и того же устройства, т.е опросить станцию А, затем станцию С, потом снова А, так как А была ранее занята и теперь положительно отреагировала на команды опроса. Динамический опрос/выбор устраняет некоторые накладные расходы, характерные для обычных статических систем с опросом/выбором.
В системах с большим числом узлов и небольшой частотой появления запросов на передачу время циклического опроса узлов о наличии запросов является значительным. Для сокращения времени циклического опроса используют метод зондирования. В этом случае все узлы, кроме первичного, разделяются на группы, каждая из которых опрашивается на предмет наличия запросов на передачу. Если внутри группы есть такие запросы, то выдается положительный ответ, который посылается на управляющий узел. Для той группы узлов, от которой получен положительный ответ, управляющий узел проводит зондирование ее узлов, используя метод опроса по списку.
Одной из модификаций метода опроса узлов по списку является метод гнездового опроса. В этом случае все узлы, кроме управляющего, предварительно переписываются в определенном порядке. Управляющий узел опрашивает узлы о наличии запросов. При отсутствии запроса опрошенный узел опрашивает следующий по порядку узел о наличии запроса на передачу. Подобная процедура повторяется до тех пор, пока не встретится узел, содержащий запрос.
При наличии запроса метод идентичен методу опроса по списку. Такая модификация фактически эквивалентна методу с передачей маркера в системах с децентрализованными запросами каналов, за исключением того, что в данном случае связь устанавливается между управляющим и другими узлами. Метод гнездового опроса позволяет сократить время опроса и, кроме того, уменьшить нагрузку управляющего узла.
Как видно из рассмотренных примеров системы, реализующие методы опроса имеют ярко выраженную иерархическую топологию: весь трафик поступает в первичный узел и выходит из него. Иерархическая топология связана с потенциальной опасностью перегрузки, так как управление трафиком осуществляется одним устройством. С этой конфигурацией связаны также некоторые проблемы надежности; выход из строя первичного узла приводит к отказу всей сети.
