диплом. Настя Черная. Протокол состояния связей ospf
 Скачать 0.62 Mb.
|
1.4 ППД нижнего уровня типа первичный / вторичныйОдин из широко распространенных подходов к управлению каналом связи основан на использовании протокола типа первичный / вторичный или главный/подчиненный, когда первичный (главный) узел системы определяет для всех других узлов (вторичных, подчиненных), подключенных к каналу, порядок (очередность) обмена данными. ППД типа первичный/вторичный могут быть реализованы на основе нескольких технологий, образующих две группы: с опросом и без опроса. В сетях с опросом широкое распространение получили протоколы, которые называются “опрос с остановкой и ожиданием" и “непрерывный автоматический запрос на повторение”. Оба протокола относятся к классу ППД, реализующих селективные методы доступа к передающей среде. Технология доступа к передающей среде хорошо известна по применению в многоточечных линиях глобальных сетей. Суть ее заключается в том, что первичный узел последовательно предлагает вторичным узлам подключиться к общему каналу передачи. В ответ на такой запрос вторичный узел, имея подготовленные данные, осуществляет передачу. Если подготовленных данных нет, выдается короткий пакет данных типа “данных нет”, хотя в современных системах, как правило, реакцией в таких случаях является “молчание”. Наиболее распространенный способ организации запроса - циклический опрос, т.е. последовательное обращение к каждому вторичному узлу в порядке очередности, определяемой списком опроса. Цикл завершается после опроса всех вторичных узлов из списка. Для сокращения потерь времени, связанных с опросом неактивных вторичных узлов (т.е. узлов, по той или иной причине не готовых к передаче данных), применяются специальные варианты процедуры опроса: наиболее активные вторичные узлы опрашиваются несколько раз в течение цикла; наименее активные узлы опрашиваются один раз в течение нескольких циклов; частота, с которой опрашиваются отдельные узлы, меняется динамически в соответствии с изменением активности узлов. В сетях с многоточечными линиями применяется также опрос по принципу “готов - вперед”. В каждой многоточечной линии опрос начинается с самого удаленного вторичного узла и затем сигнал опроса передается обратно от одного узла к другому, пока не достигнет узла, ближайшего к опрашивающему органу. Реализация такого принципа позволяет сократить время на распространение сигнала опроса от первичного узла к вторичным, однако это достигается за счет усложнения системы. Основные преимущества систем с опросом - простота реализации ППД и невысокая стоимость используемого оборудования. Недостатки таких систем: простаивание вторичного узла, имеющего готовые для передачи данные, в ожидании поступления сигнала “опрос”; неэффективное потребление дорогостоящих ресурсов канала, связанное с передачей служебной информации (сигналов опроса, сигналов ответной реакции); наличие узкого места по надежности (отказ первичного узла приводит к отказу всей сети) и по пропускной способности, так как обмен данными между вторичными звеньями осуществляется только через первичный узел. Одной из простейших модификаций ППД типа первичный/вторичный с опросом является протокол, называемый “опрос с остановкой и ожиданием”. В системах с таким протоколом узел после передачи кадра ожидает от адресата подтверждения в правильности его пересылки, что сопряжено с дополнительными затратами времени. Рассмотрим пример по оценке времени на удовлетворение запроса абонента в сети с опросом. Пример 1. Оценить ТP,MAX - максимальное время реакции на запрос абонента сети, в которой реализуется ППД (метод доступа в сеть) типа первичный/вторичный с циклическим опросом, если известно: М=20 - количество активных абонентов в сети, т.е. абонентов, готовых немедленно передать запрос на предоставление услуги, но вынужденных ожидать своей очереди; ТОПР = 2с - время опроса одного абонента, т.е. время на передачу сигнала опроса от центра управления сетью (ЦУС) к абоненту и получение от него ответа о готовности передачи запроса на обслуживание в центре обработки информации (ЦОИ); VИМ= 9600 бит/с - пропускная способность информационной магистрали между ЦУС и ЦОИ; ЕК1= 4096 бит - длина кадра-запроса на обслуживание (для всех абонентов принимается одинаковой); Т03= 1 с - время обработки запроса в ЦОИ (принимается одинаковым для всех абонентов); ЕК2= 8192 бита - длина кадра, передаваемого от ЦОИ к абоненту и содержащего результаты обработки запроса в ЦОИ (принимается одинаковой для всех абонентов). Обработка запроса абонентов осуществляется последовательно: в каждом цикле сначала полностью обслуживается запрос первого абонента, затем второго и т.д. до 20-го; после этого начинается новый цикл. Время на передачу информации между узлами сети определяется емкостью передаваемой информации (временем на передачу сигнала от одного узла сети к другому пренебрегаем). В соответствии с условиями этого примера максимальным время реакции на запрос в первом цикле будет для 20-го абонента (в последующих циклах это время для всех абонентов одинаково, поскольку они остаются активными). Его можно рассчитать по формулам: ТP,MAX=M* (ТОПР+ЕК1/VИМ+ТОЗ+ЕК2/VИМ) =M*ТP,MIN; ТP,MAX=20* (2+4096/9600+1+8192/9600) =20*4,28; ТP,MAX=85,6; Непрерывный автоматический запрос на повторение передачи данных в дуплексных системах (точнее, в системах передачи данных с решающей обратной связью), которые допускают передачу информации в обоих направлениях между узлами, поддерживающими связь. В системах с таким протоколом (он называется также протоколом ARQ) узел связи может автоматически запрашивать другой узел и повторно производить передачу данных. В системах с протоколом ARQ на передающей и принимающей станциях устанавливаются так называемые передающие и принимающие окна. При установке окна выделяется время на непрерывную передачу (прием) фиксированного числа кадров и резервируются необходимые для такого протокола ресурсы. Кадры, принадлежащие данному окну, передаются без периодических подтверждений со стороны адресата о приеме очередного кадра. Подтверждение передается после получения всех кадров окна, что обеспечивает экономию времени на передачу фиксированного объема информации по сравнению с предыдущим протоколом. Однако приемник должен иметь достаточный объем зарезервированного буферного ЗУ для обработки непрерывно поступающего графика. В системах ARQ важное значение имеет размер окна (количество кадров в окне). Чем больше окно, тем большее число кадров может быть передано без ответной реакции со стороны приемника и, следовательно, тем большая экономия времени достигается за счет сокращения передачи служебной информации. Но увеличение размера окна сопровождается выделением больших ресурсов и буферной памяти для обработки поступающих сообщений. Кроме того, это отражается на эффективности реализуемых способов защиты от ошибок (см. об этом в параграфе 12.4). В настоящее время в сетях, где используется протокол ARQ, предусматриваются семикадровые окна, то есть передатчик может посылать семь кадров без получения ответного подтверждения после каждого кадра. Концепция скользящих окон, реализованная в протоколе ARQ, является достаточно простой. Сложность заключается лишь в том, что первичный узел, связанный с десятками и даже сотнями вторичных узлов, должен поддерживать окно с каждым из них, обеспечивая эффективность передачи данных, управление потоками данных. К ППД типа первичный / вторичный без опроса, используемым в ТВС, относятся: запрос передачи/разрешение передачи; разрешить/запретить передачу; множественный доступ с временным разделением. Первые два протокола реализуют селективные методы доступа к передающей среде, а третий - методы, основанные на резервировании времени. Общим для этих протоколов является то, что инициатива в подаче запроса на обслуживание принадлежит, как правило, вторичному органу, причем запрос подается первичному органу, если действительно имеется необходимость в передаче данных или в получении данных от другого органа. Эффективность этого протокола по сравнению с ППД с опросом будет тем выше, чем в большей степени вторичные органы отличаются друг от друга по своей активности, т.е. по частоте подачи запросов на обслуживание. В этом легко убедиться на конкретных примерах. Пример 2. Оценить ТP,MAX при тех же исходных данных, что в примере 1, но для другого ППД, а именно: ППД типа первичный/вторичный без опроса. В соответствии с принятым ППД из запросов абонентов в ЦУС формируется очередь, которая “рассасывается” по принципу “первый пришел - первый обслужен”. Для первого поступившего в ЦУС запроса время обслуживания будет минимальным: ТP,MIN=ТОПР+ЕК1/VИМ+ТОЗ+ЕК2/VИМ; ТP,MIN=2+4096/9600+1+8192/9600=4,28 с. Максимальным время реакции на запрос будет для абонента, запрос которого оказался последним в очереди. Следовательно: ТP,MAX=ТОПР+ТОR,MAX+ЕК1/VИМ+ТОЗ+ЕК2/VИМ=ТP,MIN+ТОR,MAX, где ТОR,MAX - максимальное время пребывания запроса на обслуживание в очереди, причем ТОR,MAX= (M-1) (ТP,MIN-ТОПР); ТОR,MAX= (20-1) (4,28-2) =43,32. Тогда ТP,MAX=4,28+43,32=47,6 с; Пример 3. По условиям примеров 1 и 2 найти максимально допустимое число активных абонентов в сети, если задано допустимое время реакции на запрос ТР, ДОП, равное 60 с. По условиям примера 1: MAX<=ТР, ДОП/ТP,MIN;MAX<=60/4,28=14; По условиям примера 11.2: ТР, ДОП=ТP,MIN+ТОR,MAX=ТP,MIN+ (M-1) (ТP,MIN-ТОПР). Отсюда MAX<= (ТР, ДОП-ТP,MAX) / (ТP,MIN-ТОПР) +1;MAX<= (60-4,28) / (4,28-2) +1=25; Как видно, при одних и тех же исходных данных и при условии, когда все абоненты сети являются активными, в сетях без опроса максимальное время реакции на запрос почти в два раза меньше, чем в сетях с опросом, а максимально допустимое число активных абонентов при ограничении времени реакции на запрос - почти в два раза больше. Протокол типа запрос передачи/разрешение передачи применяется довольно широко в полудуплексных каналах связи ЛВС, так как взаимосвязан с распространенным короткодистанционным физическим интерфейсом RS-232-C. В соответствии с этим протоколом организация передачи данных между терминалом (вторичным органом) и ЭВМ (первичным органом) проводится в такой последовательности: выдача терминалом запроса на передачу - выдача ЭВМ сигнала разрешения на передачу терминалом - передача данных от терминала к ЭВМ - сброс сигнала машиной - прекращение передачи терминалом. Протокол типа разрешить/запретить передачу часто используется периферийными устройствами (печатающими устройствами, графопостроителями) для управления входящим в них графиком. Главный орган (обычно ЭВМ) посылает данные в удаленный периферийный узел, скорость работы которого существенно меньше скорости работы ЭВМ и скорости передачи данных каналом. В связи с этим возможно переполнение буферного ЗУ периферийного узла. Для предотвращения переполнения периферийный узел посылает к ЭВМ сигнал “передача выключена”. Получив такой сигнал, ЭВМ прекращает передачу и сохраняет данные до тех пор, пока не получит сигнал “ разрешить передачу”, означающий, что периферийный узел готов принять новые данные, так как буферное ЗУ освободилось. Множественный доступ с временным разделением широко используется в спутниковых сетях связи. Главная (эталонная) станция принимает запросы от вторичных (подчиненных) станций на предоставление канала связи и, реализуя ту или иную дисциплину обслуживания запросов, определяет, какие именно станции и когда могут использовать канал в течение заданного промежутка времени, т.е. предоставляет каждой станции слот. Получив слот, вторичная станция осуществляет временную подстройку, чтобы произвести передачу данных за заданный слот. |