3.3 Керування обміном у мережі з топологією кільце

Кільцева топологія має свої особливості при виборі методу керування обміном. У цьому випадку важливо те, що будь-який пакет, посланий по кільцю, послідовно пройшовши всіх абонентів, через якийсь час повернеться в ту ж крапку, до того ж абонентові, що його передавала (тому що топологія замкнута). Тут немає одночасного поширення сигналу у дві сторони, як у топології шина. Як ми вже відзначали, мережі з топологією кільце бувають однонаправленими й двонаправленими. Найпоширеніші однонапрвлені.

У мережі з топологією кільце можна використати різні централізовані методи керування (як у зірці), а також методи випадкового доступу (як у шині), але частіше вибирають все-таки специфічні методи керування, найбільшою мірою відповідним особливостям кільця.

Найпопулярніші методи керування в кільцевих мережах маркерні (естафетні), ті, які використають маркер (естафету) - невеликий керуючий пакет спеціального виду. Саме естафетна передача маркера по кільцю дозволяє передавати право на захоплення мережі від одного абонента до іншого. Маркерні методи ставляться до децентралізованих і детермінованих методів керування обміном у мережі. У них немає явно вираженого центра, але існує чітка система пріоритетів, і тому не буває конфліктів.

Робота маркерного методу керування в мережі з топологією кільце представлене на рис. 4.15.

Рис. 4.15. Маркерний метод керування обміном (См-вільний маркер, ЗМ- зайнятий маркер, МП- зайнятий маркер з підтвердженням, Пд - пакет даних)

По кільцю безупинно ходить спеціальний керуючий пакет мінімальної довжини, маркер, що надає абонентам право передавати свій пакет. Алгоритм дій абонентів:

1. Абонент 1, що бажає передати свій пакет, повинен дочекатися приходу до нього вільного маркера. Потім він приєднує до маркера свій пакет, позначає маркер як зайнятий і відправляє цю посилку наступний по кільцю абонентові.

2. Всі інші абоненти ( 2, 3, 4), одержавши маркер із приєднаним пакетом, перевіряють, їм чи адресований пакет. Якщо пакет адресований не їм, то вони передають отриману посилку (маркер + пакет) далі по кільцю.

3. Якщо якийсь абонент (у цьому випадку це абонент 2) розпізнає пакет як адресований йому, то він його приймає, установлює в маркері біт підтвердження прийому й передає посилку (маркер + пакет) далі по кільцю.

4. абонент, Що Передавав, 1 одержує свою посилку, що пройшла по всьому кільцю, обернено, позначає маркер як вільний, видаляє з мережі свій пакет і посилає вільний маркер далі по кільцю. Абонент, що бажає передавати, чекає цього маркера, і все повторюється знову.

Пріоритет при даному методі керування виходить географічний, тобто право передачі після звільнення мережі переходить до наступного по напрямку кільця абонентові від останнього абонента, що передавав. Але ця система пріоритетів працює тільки при великій інтенсивності обміну. При малій інтенсивності обміну всі абоненти рівноправні, і час доступу до мережі кожного з них визначається тільки положенням маркера в момент виникнення заявки на передачу.

У чомусь розглянутий метод схожий на метод опитування (централізований), хоча явно виділеного центра тут не існує. Однак якийсь центр звичайно все-таки є присутнім. Один з абонентів (або спеціальний пристрій) повинен стежити, щоб маркер не втратився в процесі проходження по кільцю (наприклад, через дію перешкод або збою в роботі якогось абонента, а також через підключення й відключення абонентів). У противному випадку механізм доступу працювати не буде. Отже, надійність керування в цьому випадку знижується (вихід центра з ладу приводить до повної дезорганізації обміну). Існують спеціальні засоби для підвищення надійності й відновлення центра контролю маркера.

Основна перевага маркерного методу перед CSMA/CD складається в гарантованій величині часу доступу. Його максимальна величина, як і при централізованому методі, складе (N-1)• t_пк, де N – повне число абонентів у мережі, t_пк – час проходження пакета по кільцю. Взагалі, маркерний метод керування обміном при великій інтенсивності обміну в мережі (завантаженість більше 30-40%) набагато ефективніше випадкових методів. Він дозволяє мережі працювати з більшим навантаженням, що теоретично може навіть наближатися до 100%.

Метод маркерного доступу використовується не тільки в кільці (наприклад, у мережі IBM Token Ring або FDDI), але й у шині (зокрема, мережу Arcnet-BUS), а також у пасивній зірці (приміром, мережа Arcnet-STAR). У цих випадках реалізується не фізичне, а логічне кільце, тобто всі абоненти послідовно передають один одному маркер, і цей ланцюжок передачі маркерів замкнута в кільце ( рис. 4.16). При цьому сполучаються достоїнства фізичної топології шина й маркерний метод керування.

Рис. 4.16. Застосування маркерного методу керування в шині