Методи доступу - студопедія

У локальну мережу завжди входить кілька абонентів, причому кожен з них, як правило, працює самостійно і в будь-який момент може звернутися до мережі. Однак, якщо два комп'ютери спробують передавати дані одночасно, їх пакети «зіткнуться» і будуть зіпсовані - виникне так звана колізія. Для впорядкування використання мережі різними абонентами, запобігання або вирішення конфліктів між ними потрібно керувати доступом до мережі. Існує три основні методи доступу:

- множинний доступ з контролем несучої і виявленням колізій;

- множинний доступ з контролем несучої і з запобіганням колізій;

- доступ з передачею маркера;

- доступ за пріоритетом запиту.

Перший метод застосовується виключно в мережах з логічною загальною шиною. Всі комп'ютери такої мережі мають безпосередній доступ до загальної шині, тому вона може бути використана для передачі даних між двома комп'ютерами. Одночасно всі комп'ютери мережі мають можливість негайно (з урахуванням затримки поширення сигналу по фізичному середовищу) отримати дані, які будь-який з комп'ютерів почав передавати на загальну шину. Кажуть, що кабель, до якого підключені всі станції, працює в режимі множинного доступу (Multiply Access, MA). Суть методу полягає в наступному:

а) станція, яка бажає передати дані, повинна переконатися, що колективна середу вільна. Це досягається прослуховуванням основної гармоніки сигналу, яка називається частотою (carrier-sense, CS). Ознакою зайнятості середовища є відсутність на ній несучої частоти, яка при манчестерському способі кодування дорівнює 5 - 10 МГц, в залежності від послідовності одиниць і нулів, переданих в даний момент. Якщо середовище вільне, то вузол може почати передачу даних. Після закінчення передачі даних все вузли мережі зобов'язані витримати технологічну паузу (Inter Packet Gap) у 9,6 мкс. Ця пауза потрібна для приведення адаптерів в початковий стан, а також для запобігання монопольного захоплення середовища однією станцією;

б) після закінчення технологічної паузи вузли мають право почати передачу даних, так як середу вільна. При передачі даних все станції одночасно спостерігають за виникаючими на кабелі сигналами. Якщо передаються і спостерігаються сигнали відрізняються, то фіксується виявлення колізії (collision detection, CD) (зіткнення пакетів);

в) якщо станція виявила колізію, то, для збільшення ймовірності якнайшвидшого виявлення цього зіткнення усіма станціями мережі, вона перериває передачу своїх даних і підсилює ситуацію колізії посилкою в мережу спеціальної послідовності з 32 біт, званої jam-послідовністю;

г) після цього виявила колізію передавальну станцію зобов'язана припинити передачу і зробити паузу протягом короткого випадкового інтервалу часу. Потім вона може знову почати спробу захоплення середовища і передачі даних. Випадкова пауза вибирається за наступним алгоритмом: tзад = N · tс. де N - випадкове число, а tс визначається затримкою в мережі і не повинно перевищувати 2L / V (L - повна довжина мережі, V - швидкість поширення сигналу в кабелі).

На рис.2.8. показана схема виникнення та поширення колізії.

Малюнок 2.8. Схема виникнення і поширення колізії

Чим більше комп'ютерів в мережі, тим інтенсивніше мережевий трафік, і число колізій зростає, а це призводить до уповільнення мережі.

Для зменшення інтенсивності виникнення колізій потрібно або зменшити трафік, скоротивши, наприклад, кількість вузлів в сегменті або замінивши додатки, або підвищити швидкість протоколу.

Другий метод - самий непопулярний з усіх методів доступу. Використовуючи CSMA / CA, кожен комп'ютер перед передачею даних в мережу сигналізує про свій намір, тому інші комп'ютери «дізнаються» про підготовку передачі і можуть уникнути колізій. Однак широковещательное оповіщення збільшує загальний трафік мережі і зменшує її пропускну здатність. Тому CSMA / CA працює повільніше, ніж CSMA / CD.

Метод доступу з передачею маркера полягає в наступному:

На рис.2.9. показаний метод доступу з передачею маркера.

Малюнок 2.9. Метод доступу з передачею маркера

Доступ за пріоритетом запиту (demand priority) - відносно новий метод доступу, розроблений для мережі Ethernet зі швидкістю передачі даних 100 Мбіт / с - 100VG - AnyLAN.

Цей метод враховує своєрідну конфігурацію мереж 100VG-AnyLAN, які складаються тільки з комутаторів і кінцевих пристроїв. Комутатор управляє доступом до кабелю, послідовно опитуючи кожен вузол в мережі і виявляючи запити на передачу. Станція, яка бажає передати пакет, посилає спеціальний низькочастотний сигнал комутатора і вказує його пріоритет. У мережі 100VG - AnyLAN використовується два рівня пріоритетів - низький і високий. Низький рівень пріоритету відповідає звичайним даними (файлова служба, служба друку і т.п.), а високий пріоритет відповідає даним, чутливим до тимчасових затримок (наприклад, мультимедіа).

У мережах з використанням доступу по пріоритету запиту зв'язок встановлюється тільки між комп'ютером - відправником, комутатором і комп'ютером - одержувачем. Такий варіант більш ефективний, ніж CSMA / CD, де передача ведеться для всієї мережі. Крім того, в таких мережах кожен комп'ютер може одночасно передавати і приймати дані, оскільки в них застосовується восьмипроводного кабель, по кожній парі проводів якого сигнали передаються з частотою 25 МГц. На рис.2.10 показаний метод доступу за пріоритетом запиту.

Малюнок 2.10. Метод доступу за пріоритетом запиту