kryl_vych_seti

		Таблица 1.2
	Кадры"УправленияУДС"
Название кадра	Код	Режим работы сети
Заявка маркера	00000000	Инициализация логического кольца
Запрос преемника 1	00000001	Логическое подключение станции
Запрос преемника 2	00000010	Логическое подключение станции
Кто следующий	00000011	Восстановление после ошибок
Разрешение	00000100	Режим восстановления после ошибок
соперничества
Кадр маркера	00001000	Нормальное функционирование
Установить	00001100	Логическое подключение станции
преемника

Кадр "Запрос преемника 2" формируется станцией-держателем маркера. Поле АП в этом кадре содержит адрес следующей станции. Кадр передается для ввода в логическое кольцо новых станций. Кадр передается, если нет ответа на кадр "Запрос преемника 1". Такая ситуация будет обязательно, если кадр "Запрос преемника 1" передает станция с наименьшим номером в логическом кольце. В кадре "Запрос преемника 2" отсутствует поле данных и за кадром должно следовать два окна ответа.

В кадре "Кто следующий" поле данных содержит адрес следующей станции. За этим кадром должны следовать три окна ответа. Кадр используется в режиме восстановления после ошибок, если преемник не активен.

Кадр "Разрешение соперничества" передается станцией-держателем маркера, когда при опросе станций, желающих войти в логическое кольцо, ответ дали две или более станций. Кадр разрешает этим станциям начать соревнование за включение в логическое кольцо. Этот кадр не содержит поля данных и за ним должно следовать четыре окна ответа.

Кадр "Установить преемника’’ может формироваться целым рядом станций в различных режимах (табл. 1.3). Поле АП содержит поле АО последнего принятого данной станцией кадра. Поле данных содержит

11

		Таблица 1.3
Функциональныеособенностикадра"Установитьпреемника"
Отправитель	Поле данных	Выполняемая функция
Станция-держатель	Адрес следующей	Разрешение на подключение
маркера	станции (новой, под-	в логическое кольцо
	ключаемой)
Станция-держатель	Адрес следующей	Если станция-держатель мар-
маркера	станции (в логическом	кера желает отключиться
	кольце)	из логического кольца
Станции, которые хо-	Адрес собственной	Ввод в логическое кольцо но-
тят войти в логичес-	станции (получатель –	вых станций. Ответ на кадр
кое кольцо	станция-держатель	''Разрешение соперничества''
	маркера)
Станция, которая рас-	Адрес собственной	Восстановление после ошибок,
познала предшествен-	станции	если станция-адресат не реа-
ника в кадре "Кто		гирует на посылку ей маркера
следующий"		два раза подряд
Станция-держатель	Адрес собственной	Восстановление после ошибок,
маркера	станции	если нет ответа от станций на
		запрос ''Установить преемника''

адрес следующей станции (если станция-держатель маркера желает отключиться из логического кольца) или собственной станции (если станция, например, хочет войти в логическое кольцо и т. д.).

В КД поле УК кодируется FFMMMPPP, где FF = 01 – если передается КД УЛЗ; 10 – если передается КД диспетчера; FF = 11 – для кадров специального назначения (в настоящее время комбинация не используется и зарезервирована); MMM – биты запроса, причем MMM = 000 – запрос, не требующий ответа, MMM = 001 – запрос, требующий ответа; MMM = 010 – ответ на запрос; PPP – биты приоритетности (000 – низший приоритет; 111 – высший).

Поле АО содержит индивидуальный адрес станции-отправителя данного кадра, Адрес АО не интерпретируется на уровне УДС.

Поле АП указывает либо индивидуальный адрес станции-получате- ля кадра, либо групповой адрес нескольких (а, возможно, и всех) станций сети, которым предназначен данный кадр.

12

Длина полей АП и АО составляет 16 или 48 бит (рис. 1.6). В адресах обоих типов первый слева (младший) бит поля АП указывает на тип адреса: 0 – индивидуальный адрес; 1 – групповой или глобальный адрес. В 48-битных полях АП и АО второй слева бит означает тип адресации: 1 – локально администрируемый адрес, а 0 – глобально (универсально) администрируемый адрес. При широковещательной (глобальной) адресации всех станций кольца все биты поля АП установлены в значение 1.

И/Г Данные

116

И/Г	У/Л	Данные
1	2	48

Рис. 1.6. Форматы адресов получателя и отправителя

Поле данных в зависимости от кода поля УК содержит либо протокольный блок данных (ПБД) УЛЗ, подлежащий передаче УЛЗ адресуемой станции, либо данные диспетчера УДС, подлежащие передаче диспетчеру УДС адресуемой станции, либо данные для одного из кадров ''Управление УДС".

Поле КПК служит для проверки правильности принятого КД. Оно образуется путем циклической проверки полей с использованием стандартного образующего полинома 32-й степени.

Поле КО кодируется как NNNN1IE, где N – символ ''не данные"; I – бит промежуточного кадра (I = 1 – продолжение передачи следует; I = 0 – последний кадр); E – бит ошибки (E = 0 – нет ошибок; E = 1 – в кадре имеется ошибка).

Кадр данных считается недействительным при выполнении любого из условий:

1)кадр не определен на физическом уровне (неправильные НО, КО);

2)длина кадра не кратна октету;

3)кадр не содержит всех необходимых полей или его поля расположены в неправильной последовательности;

4)при вычислении КПК значение остатка не соответствует требуемому остатку (при приходе кадра к приемной станции);

5)поле УК содержит неопределенную битовую комбинацию;

6)бит Е в поле КО указывает на наличие ошибки в кадре.

13

КД считается правильно сформированным (бит Е = 0), если выполнено условие

1&2&3&5&6.

Кадр прерывания выдается станцией, которая желает прервать текущую передачу кадров, или ретранслятором при обнаружении им неправильно закодированной последовательности. В поток данных он вводится, начиная с границы октета.

Протокольные операции

Протокол УДС использует в качестве средств контроля и управления набор тайм-аутов.

Каждая станция ЛВС должна знать два адреса: адрес своего предшественника (станцию, которая передает ей маркер) и адрес своего преемника (станцию, которой она передает маркер).

Протокол описывает следующие процедуры: логическое подключение новой станции; логическое отключение станции; восстановление после ошибок; инициализация логического кольца.

Логическое подключение станции

Новые станции, желающие войти в логическое кольцо, подключаются посредством процедуры контролируемого соперничества станций. Один из возможных способов подключения станций заключается в следующем. Каждая станция, получив маркер (станция-держатель маркера), может запустить процедуру включения станций в логическое кольцо путем посылки кадра ''Запрос преемника 1" или ''Запрос преемника 2" для получения запросов на подключение.

Кадр ''Запрос преемника 1" определяет одно окно ответа и разрешает выдать ответ станции, адрес которой меньше адреса держателя маркера. При этом может быть и несколько ответов.

Кадр ''Запрос преемника 2" запускается станцией-держателем маркера, если нет ответа на ''Запрос преемника 1". Этот кадр определяет два окна ответа: первое окно для ответа от станций с меньшим адресом (если они за это время появились); второе – для ответа от станций с большим адресом. В случае, если держателем маркера является станция с наименьшим номером в системе, то ответа на "Запрос преемника 1" не будет и обязательно запускается ''Запрос преемника 2".

14

Запрос на подключение от станции, которая хочет войти в логическое кольцо, передается держателю маркера в кадре ''Установить преемника", в поле данных которого и размещается собственный адрес станции, запрашивающей подключение.

При этом для держателя маркера возможны следующие ситуации.

1.Нет ответа, т. е. нет станций, требующих подключения в логическое кольцо. В этом случае держатель маркера передает его следующей по порядку станции.

2.Один ответ. В этом случае инициируется логическое подключение путем посылки кадра ''Установить преемника". Кадр посылается от держателя маркера станции, которая дала ответ (запрос на подключение).

3.Несколько ответов (конфликт между запросами на подключение).

Вэтом случае держатель маркера передает кадр ''Разрешение соперничества". Кадр ''Разрешение соперничества" имеет четыре окна ответа. Процесс разрешения соперничества между станциями основан на адресной схеме и может быть многоэтапным.

Прежде всего просматриваются два первых (старших) бита адреса. Станции, желающие войти в логическое кольцо, формируют ответ путем посылки кадра ''Установить преемника" для станции-держателя маркера с задержкой D, зависящей от битов адреса (00, 01, 10, 11), и обеспечивают выдачу ответа в одном из четырех окон ответа.

Если попытка неудачна, т. е. в каком-либо одном окне ответа (или в нескольких окнах) есть конфликтующие станции, то попытка повторяется, но берутся два очередных бита адреса. Соревнуются лишь станции, участвующие в первой попытке. Если же конфликты были в нескольких окнах, то далее в очередной попытке будут участвовать лишь станции, имеющие большее значение предыдущих битов адреса.

Процесс соперничества станций за включение в логическое кольцо должен состоять из нескольких циклов передачи кадра и задержки пе-

редачи. Общее число циклов может составлять N = LАО/2, где LАО – длина адреса отправителя.

Логическое отключение станции

В принципе станция может отключиться от сети в любой момент времени. Но это вызовет процесс инициализации логического кольца, т. е. процесс генерации маркера, что приведет к временному нарушению работы сети. Поэтому принято правило: станция, желающая отключится от сети, должна дождаться прихода к ней маркера. После

15

этого станция посылает своему предшественнику кадр ''Установить преемника", в поле данных которого находится адрес ее преемника.

Восстановление после ошибок

В процессе работы сети могут возникнуть следующие ошибочные ситуации: наличие нескольких маркеров; выход из строя станции или

ееприемопередатчика; потеря маркера в сети.

Если станция-держатель маркера при обычном режиме работы об-

наружит кадр с адресом отправителя, не равным адресу держателя маркера, то это указывает на то, что в сети имеется еще одна станция, владеющая маркером. В этом случае станция-держатель маркера немедленно уничтожает свой маркер и переходит в режим прослушивания. Тем самым количество маркеров сокращается на 1 и т. д.

Станция, получившая маркер, должна или начать передачу данных, или передать маркер своему преемнику. Передав маркер, станция в течение интервала ответа прослушивает среду передачи, чтобы убедится в активности своего преемника. При этом могут возникнуть следующие ситуации.

Если преемник активен, то предшественник, обнаружив правильный кадр, выданный преемником, возвращается в режим прослушивания.

Если предшественник в течение 1 с не обнаружит посланного преемником кадра, то он повторяет передачу маркера.

Если в течение двух попыток не будет обнаружена активность преемника, то предполагается его отказ и предшественник выдает кадр ''Кто следующий" с адресом своего преемника в поле данных и с тремя окнами ответа. Все станции просматривают поле данных этого кадра на предмет обнаружения своего предшественника. Станция, обнаружившая своего предшественника, выдает кадр ''Установить преемника" держателю маркера, который замыкает логическое кольцо.

Если кадр ''Установить преемника" не обнаружен, то станция-дер- жатель маркера сама себе выдает кадр ''Установить преемника" с двумя окнами ответа для определения наличия в сети активных станций (т. е. станций, имеющих кадры для передачи).

Если ответа нет, то станция-держатель маркера предполагает обрыв кабеля и переходит в режим прослушивания шины.

Инициализация логического кольца

Данная процедура начинается при обнаружении станциями отсутствия маркера в течение максимально допустимого времени. При этом стан- 16

ции посылают кадр ''Запрос маркера" с длиной информационного поля, равной 0, 2, 4 или 6 интервалов ответа в зависимости от первых двух бит адреса.

Станция, пославшая такой кадр, ожидает нужное число тактов (равное длине информационного поля), и после этого прослушивает среду передачи. Если в сети обнаруживается передача, то это означает, что в сети имеется станция также выдавшая такой же кадр, но ее адрес больше, чем у данной станции. В этом случае рассматриваемая станция выбывает из соревнования.

При отсутствии передач в среде станция выбирает следующие два бита адреса и процесс продолжается.

Если после выборки последних двух бит адреса наблюдается отсутствие передач в среде, то это означает, что станция выиграла соревнование. ЛВС с МДШ используется набор таймеров для управления различными режимами функционирования. При этом измеряются соответствующие временные интервалы (тайм-ауты).

Пять тайм-аутов оперируют с целыми числами кратными интервалу ответа и не используются одновременно. Рассмотрим их.

Тайм-аут неактивности шины используется для инициализации логического кольца, т. е. для создания маркера. Он управляет интервалом времени, в течение которого станция прослушивает среду передачи до выдачи кадра ''Запрос маркера". В станциях с наименьшим номером он равен шести интервалам ответа, а в остальных станциях – семь интервалов ответа. Запуск таймера производится в момент предыдущей передачи маркера следующей станции.

Тайм-аут заявки маркера управляет длительностью интервалов времени между передачами кадров ''Запрос маркера". Его длительность – 1 интервал ответа. Запускается таймер при выдаче кадра ''Запрос маркера".

Тайм-аут окна ответа используется в режиме передачи данных. Он управляет интервалами времени между передачами КД станций, имеющих открытое окно ответа (т. е. передающей станции нужен ответ на ее передачу). Длительность тайм-аута – 1 интервал ответа. Запускается таймер при выдаче станцией очередного кадра.

Тайм-аут соперничества управляет интервалом времени, в течение которого станция прослушивает среду передачи после опознавания кадра ''Разрешение соперничества", ''Запрос преемника" или ''Кто следую-

17

щий". Запуск производится после опознавания соответствующего кадра и составляет 0, 1, 2, 3, 4 интервала ответа в зависимости от вида кадра и его отправителя.

Тайм-аут передачи маркера управляет интервалом времени, в течение которого станция прослушивает среду передачи после передачи маркера своему преемнику с целью обнаружения его активности. Длительность тайм-аута – интервал ответа. Запуск производится при выдаче маркера.

Кроме перечисленных тайм-аутов используется ряд тайм-аутов, длительность которых кратна октетному (байтовому) интервалу. Рассмотрим их.

Тайм-аут удержания маркера (ТУМ) определяет время, в течение которого станция может передавать КД соответствующего приоритета. Число таких тайм-аутов определяется типом станции. Время запуска тайм-аутов также определяется типом станции (см. ниже).

Тайм-аут циркуляции маркера (ТЦМ) (класс доступа) определяет максимальный интервал времени, за который должен быть получен маркер для передачи кадров соответствующего класса доступа. Число таких тайм-аутов определяется типом станции.

Механизм приоритетного доступа к шине

ВЛВС с МДШ могут быть станции двух типов: без механизма приоритетного доступа к шине и с механизмом приоритетного доступа.

Встанциях первого типа все КД имеют одинаковый приоритет и находятся в одной очереди. В этих станциях используется один ТУМ и один ТЦМ, определяющий максимальный интервал времени, в течение которого станция-держатель маркера может выдавать управляющие кадры для подключения новых станций в логическое кольцо и т. д.

Механизм приоритетного доступа в станциях второго типа заключается в следующем. КД, поступающие с уровня УДС, могут иметь восемь приоритетов (биты PPP в поле УК могут принимать значение от 000 до 111). Уровень УДС преобразует эти восемь приоритетов в четыре класса доступа путем отбрасывания младшего (правого) бита кода приоритета. Таким образом образуются четыре класса доступа с номерами 6, 4, 2, 0. В 6-й класс входят КД высшего 7-го (111) и 6-го (110) приоритетов и т. д. КД в таких станциях поступают в четыре очереди на передачу (рис. 1.7).

18

			шина
ТУМ6	ТУМ4	ТУМ2	ТУМ0	ТЦМ–2
	ТЦМ4	ТЦМ2	ТЦМ0
Кл. 6	Кл. 4	Кл. 2	Кл. 0

Рис. 1.7. Организация механизма приоритетного доступа

Для каждого класса доступа установлен ТУМ (ТУМ6, ТУМ4, ТУМ2, ТУМ0). Для трех нижних классов доступа (4, 2, 0) диспетчером станции устанавливаются три ТЦМ (обращения) маркера (ТЦМ4, ТЦМ2, ТЦМ0). Кроме того, имеется ТЦМ для обслуживания кольца (ТЦМ-2).

Правила передачи кадров следующие. При получении маркера станция начинает передавать данные класса 6 до тех пор, пока они либо будут переданы, либо истечет тайм-аут ТУМ6. После окончания передачи данных класса 6 или если они не передавались ввиду их отсутствия, начинают передаваться данные класса 4, но только если время, прошедшее после предыдущего обращения маркера (с момента окончания передачи данных класса 4 в предыдущем цикле передачи), включая передачу данных класса 6, меньше, чем ТЦМ4. Данные класса 4 будут передаваться либо до их исчерпания, либо до истечения времени ТУМ4.

Аналогично осуществляется передача данных для класса 2 и класса 0. Если при этом не истекло время циркуляции маркера для обслуживания кольца (ТУМ-2), то станция может начать выдачу управляющих кадров типа "Запрос преемника 1" и т. д. Если же при передаче любого класса данных истек ТЦМ, то передача прекращается и маркер передается следующей станции.

На рис. 1.8 показана временная диаграмма передач данных различных классов, когда, например, соответствующие интервалы времени выбраны следующими: ТУМ6 равен 1000 × период октета, ТЦМ4 равен 4000 × период октета, ТЦМ2 равен 10000 × период октета, ТЦМ0 равен 20000 × период октета, ТЦМ-2 равен 25000 × период октета. Стрелками обозначены моменты окончания передач данных соответствующего класса доступа. Символ ↓ обозначает границу передачи данных соответствующего класса доступа.

19

		Момент прихода маркера
Классы доступа 6		ТУМ6
		ТУМ4	t
4		Граница передачи класса доступа 4
	ТЦМ4		t
		ТУМ2 Граница передачи класса доступа 2
2
			t
	ТЦМ2	Граница передачи класса доступа 0
0		ТУМ0

		t
	ТЦМ0	t
–2	Граница передачи класса доступа –2

ТЦМ–2

Конец передачи кадров управления Маркер передается далее

Рис. 1.8. Временная диаграмма передачи данных разных классов

В левой части рисунка стрелками показаны моменты окончания передачи данных соответствующего приоритета при предыдущем приходе маркера к станции. На рис. 1.8 рассматривается случай, когда число пакетов данных в очередях всех классов доступа таково, что передача осуществляется последовательно из каждой очереди, причем время удержания маркера соответствующих классов доступа не истекло.

1.2. Маркерный доступ на структуре кольцо

Организация ЛВС c с маркерным доступом на структуре кольцо (МДК) показана на рис. 1.9. По кольцу перемещается КМ. Каждая станция при получении КМ анализирует его (сравнивает приоритеты маркера и своих пакетов данных и т. д.), модифицирует его при необходимости, а затем либо передает КД, если у нее есть пакеты соответствующего приоритета, либо передает маркер дальше. При отсутствии пакетов соответствующего приоритета маркер немедленно передается следующей по кольцу станции.

При поступлении КД к адресуемым станциям эти станции копируют их (записывают в ОЗУ) и подтверждают прием путем установки специальных бит в состояние 1. Станция-отправитель при получении собствен-

20