Методы доступа к сети
Существует 3 этапа передачи информации:
— установление связи. Если АКД имеет физическое соединение с удаленной АКД, УК «квитирует установление связи» с удаленным УК, чтобы гарантировать, что обе системы готовы к обмену данными;
— передача информации. Производится обмен данными пользователя по каналу связи между двумя устройствами. УК осуществляет контроль возможных ошибок передачи и посылает подтверждение обратно передающему устройству;
— окончание связи. УК прекращает управление каналом;
Это означает, что данные не могут передаваться до тех пор, пока связь не будет установлена снова. Как правило, УК поддерживает канал в активном состоянии, пока пользователи хотят производить обмен данными.
Рис 1. Классификация методов доступа абонентов к сети.
Один из широко распространенных подходов к управлению доступом каналом связи относится к использованию протокола первичный/вторичный или главный/подчиненный. При этом методе выделяется в качестве первичного узла в канале одно из устройств ООД, АКД или ОКД. Первичный (главный) узел (обычно ЭВМ) управляет всеми остальными станциями, подключенными к каналу, и определяет, когда и какие устройства могут производить обмен данными.
Второй известный подход реализуется на основе равнорангового протокола (или одноуровневого, однорангового — прим. ред.). В этом методе не предусмотрен первичный узел, а предполагается одинаковый статус всех узлов канала. Однако узлы могут и не иметь равноправный доступ в сеть, поскольку им может быть предварительно присвоен разный приоритет. Тем не менее, отсутствие первичного узла обычно обеспечивает равные возможности использования сетевых ресурсов. Равноранговые системы часто находят применение в локальных вычислительных сетях с кольцевой, шинной или ячеистой топологией, а также в некоторых гибридных системах, показанных на рисунке.
5.1. СИСТЕМА ОПРОСА/ВЫБОРА.
(Или системы с опросом/выборкой — прим. ред.)
Первым примером системы первичный/вторичный является система опроса/выбора. Конфигурация па рис. 2 содержит главную ЭВМ в узле 1 и терминал в узле 2.
Рис. 2 Системы опроса/выбора.
а — последовательность опроса; б—последовательность выбора;
в — последовательность опроса/выбора; г — отрицательная реакция па опрос.
Могут быть и другие конфигурации (например, многоточечное соединение или кольцевая топология). В принципе система опроса/выбора работает точно так же и в случае ЭВМ, связанных с другими ЭВМ; как и в случае терминалов, можно иметь первичные/вторичные ЭВМ.
Системы опроса/выбора вращаются вокруг двух команд: Опрос и Выбор. Назначение команды Опрос состоит в передаче данных первичному узлу. Назначение команды Выбор — противоположное: передавать данные из первичного узла во вторичный. В самых последних протоколах команды выбора не используются, так как главный узел во время установления соединения резервирует в приемнике ресурсы и буферы, тем самым данные могут посылаться по усмотрению главного узла.
Системы опроса/выбора обычно существуют как некоторая упорядоченная форма отношения первичный/вторичный. Опрос и выбор являются основными командами, необходимыми для передачи данных в любой узел канала или сети. Рассмотрим, как это делается с помощью рис. 2, а. Прежде всего, команда Опрос посылается из первичного узла 1 во вторичный узел 2. Фактически опрос означает: «Вторичный узел 2, у вас есть данные для меня?». И если имеются данные, готовые к передаче, они посылаются в опрашивающий узел. Первичный узел осуществляет контроль ошибок и посылает АСК (при отсутствии ошибок) и NAK (приихналичии). Эти два события (передача данных и ACK/NAK) могут происходить много раз до тех пор, пока у вторичного узла больше не останется данных, которые необходимо передать. В этом случае вторичная станция должна послать уведомление о том, что она закончила передачу, например код конца передачи EOT (end-of-transmission) или некоторый бит в управляющем поле.
Команда Выбор поясняется на рис. 2,б. Выбор означает: «Вторичный узел 2, я выбираю вас, потому что у меня есть для вас данные. Вы можете принять?». Подтверждение АСК в ответ на выбор означает: «Да, я свободен и готов принять ваши данные». Данные передаются, проверяются на наличие ошибок, и их прием подтверждается. (Как отмечалось ранее, в новейших системах резервируются ресурсы при установлении связи и считается, что приемник может в самом деле получить данные. Поэтому при таком подходе нет необходимости в командах выбора.) Процесс может повторяться. В конце концов, посылается управляющее уведомление EOT, означающее: «У меня нет больше трафика для передачи».
На рис. 2, в метод опроса/выбора представлен в усложненном виде. Он называется последовательностью опроса/выбора. Отметим, что команда выбора передается во вторичный узел 2, но этот узел отвечает отрицательным подтверждением NAK. Смысл этого диалога таков: «Вторичный узел 2, у меня есть данные для вас, вы можете принять?». Ответ: «Нет, не могу». Существует множество причин, почему узел не может вести прием. Он может быть занят выполнением других задач или не иметь необходимой памяти (пространства в буфере) для приема данных. В другом случае 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.
Самая последняя последовательность операций на рис. 2, г показывает, что происходит в сети опроса/выбора, когда производятся опрос вторичного узла и он отвечает отрицательно. В этом случае в системе используется NAK для уведомления об отрицательной реакции на опрос. Попросту говоря, это означает: «Вторичный узел 2, у вас есть данные для меня?». NAK означает: «Нет, не имеется». В новейших системах уведомление о желании начать прием или передачу называется «Готов к приему» (receive ready), нежелание называется «Не готов к приему» (receive not ready).
5.2. XON/XOFF
Рис. 3
а — запрос передачи/разрешение передачи;
б — Xon/Xoff (разрешить/запретить передачу)
Xon/Xoff (рис. 3,б). Периферийные устройства (печатающие устройства, графические терминалы или графопостроители) могут использовать метод Xon/Xoff для управления трафиком, входящим в них. Главная или первичная станция (обычно ЭВМ) посылает данные в удаленный периферийный узел, который печатает или представляет графические данные на выходном носителе. Так как графопостроитель или печатающее устройство обладает малой скоростью по сравнению со скоростью передачи данных каналом и скоростью передачи ЭВМ, их буфера могут переполняться. Следовательно, чтобы избежать переполнения, устройство передает обратно ЭВМ сигнал Xoff, который означает прекращение Передачи или «Передача выключена».
Получив Xoff, ЭВМ прекращает передачу. Она сохраняет любые данные до тех пор, пока не получит сигнал Xon. Это означает, что периферийное устройство теперь свободно (например, его буфера теперь очищены) и готово принять новые данные.
Как можно видеть, подход Xon/Xoff является весьма простым; он является низкоуровневым, используя обычно штырьковый разъем RS-232-C, V.24 или другой стык. Например, для поддержки этого протокола можно использовать контакты 2 и 3. Данные передаются по контакту 2 из ЭВМ в периферийное устройство, а сигналы Xon/Xoff передаются обратно в ЭВМ по контакту 3.