Станция ЛВС с маркерным доступом на структуре шина (стр. 3 из 4)
Работает схема следующим образом. В режиме приема кадра ЦПЭ активизирует схему приема и далее данные поступают в ОЗУ ПР без участия процессора под управлением КПДП. Передача кадра в среду также проходит под управлением КПДП. Процессор должен лишь инициировать ее. ОЗУ ПД пакетов предназначено для временного хранения пакетов, сформированных станцией и предназначенных для выдачи в сеть связи.
Схема синхронизации (СИ), предназначена для выработки серий импульсов синхронизации и обеспечения возможности внешней синхронизации от принимаемой информации.
Буферный регистр принимаемой информации необходим для согласования скорости обмена буферной памяти станции и скорости передачи информации в физической среде. Этот регистр преобразует последовательный код в параллельный.
Буферный регистр выдаваемой информации предназначен для сопряжения скорости обмена буферной памяти со скоростью передачи в физической среде и преобразования параллельного кода в параллельный.
Схема дешифрации манчестерского кода обеспечивает выделение информационных разрядов "данные" и "не данные" из манчестерского кода принимаемого кадра и синхронизацию станции от внешних принимаемых кадров.
Порт ввода-вывода станции обеспечивает сопряжение станции с абонентом, который данная станция обслуживает.
4. ОПИСАНИЕ ГРАФ - СХЕМЫ РЕЖИМА РАБОТЫ ЛЛС
Алгоритмы работы станции в режиме ЛЛС описаны в /2/.
Граф-схемы алгоритма работы станции в фазе ликвидации логического соединения представлены на рис.4.1 и рис. 4.2 для инициирующей и приемной стороны соответственно. Опишем работу этих граф-схем.
Ликвидация логического соединения:
Она может быть осуществлена по инициативе любой из взаимосвязанных станций. Инициирующая станция посылает команду DISC (disconnect) и запускает таймер T1. После получения ответа UA (или DM) от удаленной станции таймер T1 выключается и процедура переходит в фазу разъединения. Если время таймера T1 истекло, то инициирующая станция повторяет передачу команды DISC до N2 раз.
Фаза разъединения заканчивается:
- у инициирующей станции после получения ответа UA или DM;
- у удаленной станции после отправки согласия UA на разъединение.
Функционирование станции в режиме разъединения:
В режиме разъединения станция должна отвечать на команды обычным образом и посылать ответ DM при получении DISC (disconnect). При получении любой команды с битом P=1 станция посылает ответ DM с битом F=1.
Все другие команды, принимаемые станцией по логическому каналу, игнорируются.
Примечание:
DISC - разъединение (U-кадр);
DM - режим разъединения (U-кадр) (Disconnect Mode),используется для сообщения удаленной станции о статусе местной станции, если она логически отсоединена от ЗПД и находится в фазе разъединения.
Программа ликвидации логического соединения, представлена в Прил.1.
Рис.4.1. Инициирующая станция
Рис.4.2. Приемная сторона
5. ОПИСАНИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ СТАНЦИИ ЛВС
Расчет объема буферного накопителя [4].
Объем буферного накопителя должен выбираться из условия обеспечения заданной вероятности потери пакета. Воспользуемся формулой из /4/:
,где N – емкость накопителя ( в числе пакетов ) буфера;
r – загрузка системы.
Вероятность потери определяется по формуле:
Допустимое значение вероятности потери пакетов в реальных сетях, как правило, не превышает
.Примем Pпот равной
, а r = 0.5, тогда: 
17.61 » 18.Исходя из того, что максимальный размер пакета, используемого данной станцией, равен 2048, получаем требуемый объем ОЗУ:
Vозу = 18 × 2048 » 4 Кбайт.
6. РАСЧЕТ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ СТАНЦИИ
Эффективность методов доступа к среде определяется как среднее время задержки, зависящее от коэффициента загрузки среды передачи. Модель сети на структуре шина приведена на рис.6.1 [1].
Пусть имеется N узлов с очередями, которые подключены к общей среде передачи. На каждый узел от абонента поступает пуассоновский поток пакетов с интенсивностью l0 [пакетов/с]. Эти пакеты обслуживаются с интенсивностью m0 [пакетов/с]. Пусть известны времена распространения сигналов tij между узлами i и j и максимальное время распространения сигналов в среде tm. Пусть заданы средняя длина пакета Tpи скорость передачи в среде fd [бит/с].
Необходимо определить зависимость среднего времени задержки пакетов в узле t (от момента поступления пакетов от абонента в узел до передачи его в среду) от коэффициента использования среды передачи
, (6.1)где S - средняя (эффективная) скорость передачи информации в среде (бит/с).
Предполагаем, что коэффициент загрузки каждого узла равен r0, среднее время передачи пакета активным узлом получившим управление равно Тр, среднее время передачи управления от пассивного узла составляет время
, среднее время передачи управления от активного узла равно 
.
Рис.6.1. Модель сети на структуре шина
Имеем следующие зависимости для коэффициента использования среды и среднего времени задержки пакетов в узле:
, (6.2) 
. (6.3)6.1 МД при произвольном расположении узлов на структуре шина
Здесь среднее время распространения между парой узлов:
.Следовательно,
С учетом этого выражения и выражений (6.2) и (6.3) получим:
6.2 ИМД при произвольном расположении узлов на структуре шина
Среднее время распространения сигнала между парой узлов будет:
Среднее время передачи управления от активного узла:
.Среднее время передачи управления от пассивного узла:
.Тогда, подставляя полученные выражения в (6.2) и (6.3), получим:
6.3 Сравнение МД и ИМД на структуре шина
Разрабатываемая ЛВС в соответствии с техническим заданием имеет следующие параметры:
- скорость передачи данных по каналу связи fd = 1 Мбит/с;
- длина кадра – 512, 1024, 2048 бит;
- число станций в сети - N = 75 шт.;
- длина сети L = 1 км.
В этих условиях при длине пакета 2048 бит и длине кабеля 1000 м отношение максимального времени распространения сигнала к времени передачи пакета данных составит:
Будем предполагать, что длительность маркера составляет 5% от средней длины пакета, т.е.
Программа сравнения ИМД и МДШ для данной ЛВС приведена в Прил.2 вместе с результатами ее работы. По полученным результатам было построено семейство кривых для двух способов доступа, которые приведены на рис.6.2. Из анализа графиков следует, что:
- при малом коэффициенте загрузки канала среднее время задержки пакетов у маркерного и интервально-маркерного доступа отличается незначительно;
- при увеличении коэффициента загрузки канала задержки начинают расти, причем скорость роста графика для маркерного доступа несколько выше, чем для интервально-маркерного;
- существенное увеличение времени задержки зависит от длины кадра и появляется при коэффициенте использования канала выше 0,6 - 0,8 для МДШ и 0.8 - 1.0 для ИМДШ;
- при высоком коэффициенте использования канала (0.9 и выше) маркерный доступ проигрывает интервально-маркерному по времени задержки.
 |
Рис. 6.2. Сравнение МД и ИМД на структуре шина
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В соответствии с техническим заданием в курсовом проекте была разработана станция локальной вычислительной сети с маркерным доступом на структуре шина. Была проведена оценка эффективности ЛВС с МД и ИМД при упорядоченной нумерации узлов.
Результаты расчетов показали, что более эффективным является ЛВС с ИМ доступом.
По заданной граф-схеме алгоритма работы станции была написана программа на языке команд микроконтроллера PIC16C64.
Программа представляет собой набор ассемблерных команд для приемной и передающей станций.
Была разработана принципиальная электрическая схема станции.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Крылов Ю.Д. Локальные вычислительные сети с маркерными способами доступа: Учеб. пособие. СПбГААП, СПб., 1995.
2. Стандарты по локальным вычислительным сетям: Справочник / Щербо В.К. и др.; под ред. С.И. Самойленко. М.: Радио и связь, 1990.