Встречались в протоколе HDLC. Первичный/вторичный означает главный/подчиненный. При реализации этих методов в качестве главного узла в канале выделяется одно из устройств оконечного оборудования данных (ООД) или аппаратуру канала данных(АКД) или оборудование коммутации данных (ОКД).
Главный или первичный узел управляет всеми остальными узлами которые подключаются к каналу и определяет как и какие устройства могут производить обмен данными.
Рассмотрим наиболее характерные способы реализации методов первичной/вторичной.
Система опроса/выбора (система с опросом/выбором)
При реализации этих методов используются следующие конфигурации структур связи:
Двухточечная конфигурация
Многоточечная конфигурация
Система опроса/выбора функционирует с использование двух команд, а именно ''опрос'' и ''выбор''.
Назначение команды ''опрос'' состоит в передачи данных от вторичного узла первичному узлу, т.е. к ООД1.
Назначение команды ''выбор'' – противоположный, т.е. в передаче данных из первичного узла ООД1 во вторичный. В структуре этого метода имеет место упорядоченная форма отношения первичных и вторичных узлов. Команды опроса/выбора являются основой необходимой для передачи данных в любой узел канала или сети.
Рассмотрим реализации этих команд при использовании двухточечной структуры.
Механизм действия команды «опрос». Команда «опрос» посылает с первичного узла ООД1 во вторичный ООД2. Команда «опрос» означает – «Вторичный узел, у вас есть информация для меня? Передавайте.». Если у вторичного узла есть данные, готовые к передаче, они пересылаются в первичный узел, который осуществляет их контроль на наличие ошибок и пересылает во вторичный узел квитанции АСК (если ошибок нет) и квитанции NAK (если они есть). При обнаружении ошибок, вторичная станция повторяет искаженныеданные. Обмен данными может проходить продолжительное время, а по окончании их выдачи вторичный узел оповещает первичный узел сигналом (кадром) «конец передачи».
Команда выбор также пересылает из первичного узла во вторичный а значит она означает: «Вторичный узел, у меня есть данные для вас, готовы ли вы их принять?». Ответы: АСК – означает: «Да, я готов принять ваши данные.» После этого из первичного узла во вторичный передаются данные, которые контролируются вторичным узлом на наличие ошибок и по результатам этого контроля в первичный узел передаются квитанции. АСК – если ошибок нет, NAK – если ошибки присутствуют. Если обнаруживаются ошибки, то первичный узел повторяет передачу не принятых данных и когда первичный узел заканчивает передачу данных он уведомляет об этом вторичный узел сообщением «Конец передачи».
Это более сложный случай, который называется «Последовательностью опроса/выбора». На команду «выбор» первичного узла вторичный узел присылает отрицательный ответ NAK (означает «Нет, я данные принять не могу»). Существует множество причин, по которым вторичный узел не может вести в данный момент прием данных. Например, занят другими задачами, нет достаточного места в буферной памяти узла или имеет свои данные для передачи в первичный узел. Система «Опроса/выбора» в этом случае решает проблему так: первичный узел, получив отрицательный ответ от вторичного узла, выдает ему команду ''опрос'', которая позволяет вторичному узлу передать свои данные в первичный узел и таким образом освободить собственную буферную память. При этом случае команда опрос реализуется в соответствии с рассмотренной ранее процедурой. И только после получения в этом случае сигнала (кадра) ''Конец передачи'' первичный узел может повторить выдачу команды ''выбор'', и в случае получения положительного подтверждения АСК, передать свои данные вторичному узлу в соответствии с процедурой выбора 2.
Первичный узел производит опрос вторичного узла, для чего выдает команду '''опрос''. Вторичный узел в ответ на эту команду присылает отрицательный ответ NAK, что означает что у вторичного узла нет данных для передачи в первичный.
Рассматриваемый способ не совсем эффективен, так как требует достаточно большого времени для обмена данными со многими вторичными узлами, из-за последовательного обмена и кроме того не достаточно эффективно используется довольно дорогой канал связи.
При многоточечной конфигурации модернизация способа заключалась во вводе динамических таблиц приоритета узлов. Если при опросе какие-то из узлов очень часто присылают отрицательный ответ NAK, то приоритет таких узлов таблицы понижается, т.е. они меньше обслуживается и опрашиваются меньшее число раз. При этом узлы, которые положительно реагируют на ''опрос'', наоборот, подвигаются вверх по таблице приоритетов, т.е. с учетом рассматриваемой корректировки способа несколько ретушируется недостаток метода ''опрос/выбор'' связанный с большим временем обмена данными в системе и с неэффективным использованием дорогостоящего канала связи.
Рассмотрим еще одну специфику метода ''опрос/выбор'', уже на многоточечной конфигурации. Этот метод является методом выборочного опроса вторичных узлов.
.
Для многоточечной структуры:
Предположим, что ООД3 имеет данные, но не для первичного узла ООД1, а для вторичного узла ООД2. Чтобы передать данные в нужный узел ООД3 ожидает команду ''опрос'' Изот первичного узла ООД1.По получении этой команды данные передаются в первичный узел ООД1 в соответствии с рассмотренной процедурой «Опрос».
Т. е. от 1-ой до 4-ой позиции при данной процедуре узел ООД3 пересылает в ООД1 данные которые предназначены для ООД2.
Получив эти данные, узел ООД1 по адресу определяет, что
они предназначены не для него, а для узла ООД2. Поэтому он посылает команду«Выбор» во вторичный узел ООД2 и передает по получении положительного подтверждения (АСК), данные в этот узел, которые проверяются на наличие ошибок, по результатам проверки на наличие ошибок выдается квитанция АСК/NAK.А по завершении передачи данных главный узел ООД1 передает в ООД2 сообщение «Конец передачи». таким образом завершается передача данных события 2 и при этом данные события 7 являются точной копией данных события 2.
Этот пример еще раз иллюстрирует иерархический аспект системы первичный/вторичный, т.е. данные всегда поступают либо в первичный узел, либо выходят из него. При этом иерархическая топология в принципе не связана с потенциальной опасностью перегрузки сети с этой точки зрения она прогрессивна. Но она обладает другой опасностью – возможностью отказа мети ЭМВ при отказе узла ООД1. Поэтому при использовании метода первичной/вторичной, необходимо в сети предусмотреть резервирование основного узла ООД1 в том или ином виде.
Метод обмена данными «Выборочны и групповой опрос»
Этот метод является еще одной модернизацией метода опрос/выбор и был разработан для сокращения времени обмена данными и повышения эффективности использования дорогостоящего канала связи.
При использовании рассматриваемого метода в качестве выборочных опросов используется без изменений механизм системы опрос/выбор, причем опрос – это адресный опрос каждого вторичного узла связи и он выполняется точно так же как мы рассматривали в предыдущем разделе (рассказать как оно работает в предыдущем разделе)
Метод группового опроса используется только при многоточечной конфигурации или в сетях с кольцевой структурой.
При групповом опросе команда «опрос» так как и в предыдущем методе выдается первичным узлом ООД1, но при этом имеет в своем составе групповой или циркулярный адрес и принимается либо группой вторичных станций ООД, либо всеми вторичными станциями. При выдаче данных вторичные станции в случае многоточечной конфигурации в сети используют канал в режиме разделения времени, т.е. каждая вторичная станция ООД передает собственные данные предназначенные для первичной станции ООД1, выделенной для этого интервал времени, отсчитываемый от момента получения команды опрос, либо от начала выдачи данных узлом имеющим наименьший адрес, либо от начала выдачи данных узлом имеющим конкретный адрес.
При кольцевой конфигурации команда опрос с групповым или циркулярным адресами последовательно передается от системы к системе по всему кольцу, а вслед за этой командой передаются данные тех систем, которые опрашивались и у которых эти данные были. При этом данные всех опрошенных систем передаются последовательно друг за другом, как бы в режиме разделения времени.
Метод обмена данными опрос/выбор с остановкой и ожиданием
Рассмотренная система ''опрос/выбор'' и методы выборочного и группового опроса являются также методами с остановкой и ожиданием. Т. к. при их использовании любая ООД, передав кадр ждет ответа, после получения которого снова передает кадр и снова ждет ответа и т.д. Ответами при этом могут быть данные или квитанции, или некоторые другие сообщения (конец передачи), т.е рассмотренные методы являются как бы методами полудуплексной передачи, потому что при их использовании передача ведется в обоих направлениях, но только в одном направлении в каждый данный момент. И все перечисленные методы появлялись в результате устранения недостатков в системе опрос/выбор и рассмотренный сейчас нами метод, также появился из-за этого.
В системе опрос/выбор был недостаток, а который не позволяет гарантировать установление последовательности номеров кадров.
Пусть обмениваются данными ООД1 и ООД2 и обмен производиться следующим образом:
ООД1 передает данные, а ООД2 анализирует их на наличие ошибок и по результат этого анализа передает квитанцию. Пусть при таком обмене потерялась вторая квитанция АСК. В такой ситуации ООД1, не получив квитанцию, после таймаута выдает дубликат предыдущего кадра, считая что ООД2 его не получила, и в результате этой потери квитанции АСК ООД2 два раза получает одни и те же данные, и не имеет возможности этого распознать. Поэтому дубликат тоже записывается в базу, что приводит к искажению всего сообщения в целом. Данный недостаток устраняется путем модификации системы опрос/выбор введением рассматриваемого метода, конкретно в виде нумерации кадров данных и квитанций при котором рассматриваемый случай имеет другую окраску.
Рассмотрим как функционирует система в данном случае. Порядковые номера включаются в каждый кадр, при этом они присутствуют в самом потоке данных, как правило, в некотором заголовке кадра. Как и в предыдущем случае, данные передает ООД1, а квитанции ООД2. При этом квитанции используют тот же порядковый номер, который имел полученный перед этим кадр. Пусть потерялась вторая квитанция №1 (как в предыдущем случае). При этом ООД1 по завершению таймаута повторяет предыдущий кадр №1. А ООД2 ожидала данные со следующим порядковым номером 2, а получив предыдущий номер, понимает, что пришел дубликат тех данных, которые у него уже имеются, и которые уже записаны в его базу. Таким образом, чтобы не искажать сообщения, полученный дубликат данных ООД2 выбрасывает и в тоже время подтверждает получение дубликата квитанцией №1 завершая, таким образом, операцию доведения данных.
Это более сложный случай, который называется «Последовательностью опроса/выбора». На команду «выбор» первичного узла вторичный узел присылает отрицательный ответ NAK (означает «Нет, я данные принять не могу»). Существует множество причин, по которым вторичный узел не может вести в данный момент прием данных. Например, занят другими задачами, нет достаточного места в буферной памяти узла или имеет свои данные для передачи в первичный узел. Система «Опроса/выбора» в этом случае решает проблему так: первичный узел, получив отрицательный ответ от вторичного узла, выдает ему команду ''опрос'', которая позволяет вторичному узлу передать свои данные в первичный узел и таким образом освободить собственную буферную память. При этом случае команда опрос реализуется в соответствии с рассмотренной ранее процедурой. И только после получения в этом случае сигнала (кадра) ''Конец передачи'' первичный узел может повторить выдачу команды ''выбор'', и в случае получения положительного подтверждения АСК, передать свои данные вторичному узлу в соответствии с процедурой выбора 2.
Первичный узел производит опрос вторичного узла, для чего выдает команду '''опрос''. Вторичный узел в ответ на эту команду присылает отрицательный ответ NAK, что означает что у вторичного узла нет данных для передачи в первичный.
они предназначены не для него, а для узла ООД2. Поэтому он посылает команду«Выбор» во вторичный узел ООД2 и передает по получении положительного подтверждения (АСК), данные в этот узел, которые проверяются на наличие ошибок, по результатам проверки на наличие ошибок выдается квитанция АСК/NAK.А по завершении передачи данных главный узел ООД1 передает в ООД2 сообщение «Конец передачи». таким образом завершается передача данных события 2 и при этом данные события 7 являются точной копией данных события 2.
Рассмотрим как функционирует система в данном случае. Порядковые номера включаются в каждый кадр, при этом они присутствуют в самом потоке данных, как правило, в некотором заголовке кадра. Как и в предыдущем случае, данные передает ООД1, а квитанции ООД2. При этом квитанции используют тот же порядковый номер, который имел полученный перед этим кадр. Пусть потерялась вторая квитанция №1 (как в предыдущем случае). При этом ООД1 по завершению таймаута повторяет предыдущий кадр №1. А ООД2 ожидала данные со следующим порядковым номером 2, а получив предыдущий номер, понимает, что пришел дубликат тех данных, которые у него уже имеются, и которые уже записаны в его базу. Таким образом, чтобы не искажать сообщения, полученный дубликат данных ООД2 выбрасывает и в тоже время подтверждает получение дубликата квитанцией №1 завершая, таким образом, операцию доведения данных.