Politechnika Gdańska wydział elektroniki telekomunikacji I informatyki



Pobieranie 0.53 Mb.
Strona4/26
Data04.05.2016
Rozmiar0.53 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   26

2.3Procedury transmisji


Jak wspomniano wcześniej, pętla stanowi zbiór połączeń między dwoma punktami. Każdy bit napływający do interfejsu stacji , tj. układu sprzęgającego stację z medium (magistralą), jest wprowadzany do bufora (co najmniej 1-no bitowego), a następnie ponownie wyprowadzony do magistrali. W czasie krótkiego przebywania w buforze (1/c, gdzie c=szybkość transmisji) każdy z bitów jest badany i ewentualnie modyfikowany. Interfejs stacji może znajdować się w jednym z dwóch trybów pracy: nasłuchu (retransmisji napływających bitów) lub transmisji (wprowadzania własnych bitów do magistrali). W pierwszym trybie, ramki lub token przepływające przez układ stykowy są w nim jedynie opóźniane o 1 bit i retransmitowane. W drugim trybie, związanym z zajęciem tokena i transmisją ramki, ma miejsce przerwanie pętli, zgodnie z ilustracją (Rysunek 2 .6c). Opóźnienie 1-no bitowe w układzie stykowym pozwala stacji na przejście ze stanu nasłuchu do stanu transmisji. Przy braku zgłoszeń wymagających obsługi, w pętli krąży nieustannie jeden wolny token (z bitem T=0). Zajęcie tokena polega na zmianie wartości T z 0 na 1. Konsekwencją tego jest też wspomniane powyżej przerwanie pętli i rozpoczęcie transmisji kolejnych pól ramki. Należy przy tym podkreślić fakt, że w dowolnej chwili tylko jedna stacja może przechwycić token i rozpocząć transmisję. Przesyłanie ramek jest bezinterferencyjne, a kolejność w dostępie do magistrali wyznaczana jest w zasadzie przez położenie stacji (o ile pominiemy priorytety) w pętli fizycznej [2].

Rysunek 2.6 - Ilustracja pracy sieci pętlowej: a) przykładowa sieć pętlowa, b) tryb nasłuchu, c) tryb transmisji, d) tryb pominięcia (w przypadku niesprawności stacji)

Stacja odbierająca wolny token może „przekształcić” go w ramkę lub ciąg ramek (Rysunek 2 .7). Z uwagi na realizowaną w pętli transmisję jednokierunkową, stacja wysyłająca ramkę ma obowiązek usunięcia jej z pętli (po pełnym obiegu) i wygenerowania nowego tokena z priorytetem tokena przechwyconego [2].

Rysunek 2.7 - Ilustracja przechwycenia tokena i przekształcenia go w ramkę informacyjną

Wysłanie nowego tokena jest przy tym możliwe po spełnieniu dwóch warunków:


  • stacja rozpoczęła odbiór i usuwanie z pętli swojej ramki oraz

  • zakończyła nadawanie ramki (bądź ciągu ramek).

Dopuszcza się tym samym jednoczesną obecność w pętli fragmentu ramki usuwanej właśnie przez stację i nowego „zregenerowanego” tokena.

Możliwe są też dwa inne scenariusze pracy stacji i pętli, a mianowicie:



  • wysłanie wolnego tokena odbywa się dopiero po całkowitym usunięciu ramki (informacyjnej) z pętli (wersja z pojedynczą ramką w pętli),

  • wysłanie wolnego tokena jest możliwe zaraz po zakończeniu wysyłania przez stację ramki (informacyjnej), tj. bez konieczności oczekiwania na jej powrót z pętli. W tym przypadku w pętli może pojawić się nawet kilka ramek (informacyjnych) i dokładnie jeden wolny token.

W ostatnim z prezentowanych scenariuszy (dopuszczenie wielu ramek krążących w pętli), strumień ramek może w sposób ciągły wypełniać pętlę. Rozwiązanie to, nazywane metodą z wczesnym uwalnianiem tokena (ang. early token release), jest szczególnie atrakcyjne w sieciach szybkich, o „długiej pętli” (tj. wnoszącej duże opóźnienia propagacyjne), a ponadto - gdy przesyłane są głównie krótkie ramki informacyjne (które mogłyby obniżać efektywność wykorzystania medium) [2]. Wczesne uwalnianie tokena możliwe jest tylko w sieciach TR pracujących z szybkością 16 Mb/s [4].

2.3.1Aktywny monitor


W związku z zastosowanym w TR tokenowym mechanizmem kontroli dostępu do medium, konieczne staje się użycie urządzenia zapewniającego jego prawidłowe, bezawaryjne działanie, a także wykrywającego ewentualne awarie (np. zaginięcie tokena uniemożliwiające transmisję jakiejkolwiek stacji) i odtwarzającego poprawny stan sieci.

Urządzeniem takim jest aktywny monitor, czyli jedna ze stacji podłączonych do sieci, pełniąca dodatkowe funkcje związane z jej utrzymaniem. Każda z podłączonych stacji może uzyskać status aktywnego monitora w wyniku zainicjowanego w sieci procesu zwanego procesem przejęcia tokena. Wszystkie pozostałe stacje pracują w trybie zapasowego monitora, gotowe, w wypadku awarii aktywnego, do przejęcia jego statusu i obowiązków.

Do powyższych obowiązków należą [4]:


  • generowanie wzorcowego sygnału zegarowego, do którego będą synchronizować się pozostałe stacje,

  • wydłużanie czasu obiegu tokena, gdy opóźnienie propagacyjne wnoszone przez wszystkie urządzenia w pierścieniu jest zbyt małe - zapewnienie opóźnienia transmisji przez cały pierścień na poziomie przynajmniej 24 bitów (jest to związane z wymaganiem, aby cały token zdążył zostać wysłany przez stację, zanim do niej powróci),

  • wykrywanie zaginięcia tokena - jeśli przez określony czas monitor nie wykryje przejścia tokena, to wygeneruje nowy po uprzednim procesie wyczyszczenia sieci,

  • usuwanie ramek i tokenów, które okrążyły pierścień więcej niż raz i nie zostały usunięte przez stację źródłową (patrz Rozdział 2.3.4),

  • wykrywanie zniekształconych ramek - monitor wykrywa ramki o niewłaściwym formacie lub z błędną zawartością CRC i usuwa je z pętli,

  • lokalizacja przerw w ciągłości pętli (patrz Rozdział 2.3.6),

  • wysyłanie ramek obecności aktywnego monitora (ang. active monitor present).

Ponadto aktywny monitor po wykryciu ramek typu obecności aktywnego monitora pochodzących od innej stacji musi przejść do trybu monitora zapasowego, w celu uniknięcia działania w pierścieniu 2 monitorów aktywnych.

2.3.2Monitor zapasowy


Wszystkie stacje podłączone do sieci Token Ring, z wyjątkiem jednej, pełniącej funkcję aktywnego monitora, pracują w trybie monitora zapasowego. Ich zadania wymienione zostały poniżej [4]:

  • sprawdzają, czy w sieci występuje token – jeśli nie wykryją go przez pewien ustalony okres czasu inicjują proces przejęcia tokena (a tym samym statusu aktywnego monitora) wychodząc z założenia, że ten już nie funkcjonuje, skoro nie wygenerował nowego,

  • sprawdzają występowanie ramek obecności aktywnego monitora – jeśli nie obserwują ich przez pewien określony czas inicjują proces przejęcia tokena, z tego samego powodu jak w poprzednim przypadku,

  • wysyłają ramki obecności, aby umożliwić swojemu sąsiadowi ustalenie adresu poprzedzającej go stacji (informacja ta jest używana w procesie usuwania uszkodzeń sieci).

2.3.3Wyczyszczenie sieci


Proces ten ma za zadanie oczyszczenie pierścienia, czyli skasowanie jakichkolwiek stanów błędnych czy procesów będących w toku w sieci [4].

Jest on inicjowany przez aktywny monitor, który przełącza się w tryb oczyszczania sieci i zaczyna wysyłać ramki typu Ring Purge, w odpowiedzi na które wszystkie stacje natychmiast przerywają wszystkie procesy i powracają do zwykłego trybu przekazywania bitów.

Proces zostaje uznany za zakończony wtedy, gdy aktywny monitor odbierze swoją własną ramkę Ring Purge, co oznacza, że dotarła ona do wszystkich stacji i wszystkie pracują w trybie przekazywania bitów. Jeśli monitor nie otrzyma tej ramki w określonym czasie, to zrezygnuje z własnej roli aktywnego monitora i zainicjuje proces przejęcia tokena. Ma to na celu umożliwienie weryfikacji własnego działania i ewentualnie wybór nowego aktywnego monitora.

Proces ten jest używany po wyborze nowego aktywnego monitora, lub gdy ten wykryje błąd w działaniu procesów obsługi dostępu do sieci.


2.3.4Usuwanie ramek i tokenów okrążających pierścień więcej niż raz


W wyniku pewnych nieprawidłowości może się zdarzyć, że stacja, która wysłała daną ramkę lub token nie usunie jej po pokonaniu przez nią całego pierścienia. Mogłoby to prowadzić do nieskończonego przekazywania ramki w pierścieniu, co z całą pewnością, nie wpłynęłoby pozytywnie na funkcjonowanie sieci [4].

Aby tego uniknąć, aktywny monitor oznacza wszystkie przechodzące przez niego ramki i tokeny ustawiając bit M pola sterowania dostępem do medium (ang. monitor bit), a inne stacje nie zmieniają zawartości tego pola. W ten sposób może on usuwać z sieci wszelkie ramki i tokeny przychodzące do niego z ustawionym bitem monitorującym, mając pewność, że dotarły już do wszystkich stacji, ale z jakiś powodów nie zostały usunięte, jak powinny, przez stację, która je wprowadziła do sieci.


2.3.5Obecność aktywnego monitora i proces przejęcia tokena


W pojedynczej sieci Token Ring musi pracować jeden i tylko jeden aktywny monitor (reszta stacji pracuje w trybie monitora zapasowego). Spowodowało to konieczność wprowadzenia mechanizmu weryfikacji jego obecności oraz wyboru nowego w wypadku jego nieobecności bądź błędnego funkcjonowania [4].

Podstawowym wskaźnikiem obecności aktywnego monitora w sieci są, wysyłane przez niego co siedem sekund, ramki obecności (ang. Active Monitor Present). Są one odbierane przez wszystkie pozostałe stacje i w razie stwierdzenia ich braku, w którejkolwiek stacji przez określony czas, stacja ta rozpoczyna proces przejęcia tokena, czyli przejścia do stanu aktywnego monitora.

Drugim wskaźnikiem poprawności jego działania jest obecność w sieci tokenów umożliwiających rozpoczęcie transmisji podłączonym do niej stacjom. W wypadku ich braku przez określony okres, dana stacja również rozpoczyna proces przejęcia tokena, gdyż obecny aktywny monitor w sposób oczywisty nie realizuje swej funkcji.

Gdy stacja przechodzi do trybu przejęcia tokena (ang. Transmit Claim Token) zaczyna wysyłać co 20ms specjalne ramki (ang. Claim Token), w odpowiedzi na które inne stacje przechodzą w tryb przekazywania żądania przejęcia tokena (ang. Repeat Claim Token).

Jeśli stacja pracująca w trybie przejęcia tokena otrzyma ramkę Claim Token z adresem nadawcy większym niż jej własny, to rezygnuje z konkurowania o stan aktywnego monitora i jak inne, przechodzi w tryb przekazywania żądania przejęcia tokena.

Prowadzi to do sytuacji gdy pozostaje tylko jedna stacja w trybie przejęcia, która zostaje aktywnym monitorem, gdy odbierze swoje własne ramki typu Claim Token (co jest potwierdzeniem, że wszystkie inne pracują w trybie Repeat Claim Token).

Nowy aktywny monitor rozpoczyna następnie proces czyszczenia sieci, aby przywrócić pozostałe stacje do zwykłego trybu przekazywania bitowego.

2.3.6Proces wykrywania błędów (ang. beaconing)


Błędy w sieci Token Ring można podzielić na twarde (ang. hard errors) i miękkie (ang. soft errors). Błędy miękkie to takie, z którymi radzą sobie zwykłe procedury korekcji błędów (np. zaginiony token bądź błędy transmisji wykryte z pomocą pola FCS). Błędy twarde natomiast są błędami trwałymi, najczęściej występującymi na skutek awarii sprzętu bądź okablowania, które uniemożliwiają pracę podstawowym protokołom sieci [4].

Jeśli w sieci wystąpi stan błędu twardego, uniemożliwiający jej działanie, to zostanie on wykryty przez:



  • aktywny monitor poprzez stwierdzenie braku tokena,

  • jeden z monitorów zapasowych przez stwierdzenie braku tokena lub ramek obecności aktywnego monitora.

W każdym wypadku zostanie zainicjowany proces przejęcia tokena, który może zakończyć się powodzeniem i ustanowieniem nowego aktywnego monitora. Jeśli jednak pierścień sieci został przerwany, to niemożliwy do przeprowadzenia proces przejęcia tokena zakończy się porażką. W takim wypadku rozpoczynana jest procedura lokalizacji błędu zwana beaconingiem.

Stacja, która wykryła (poprzez przekroczenie czasu oczekiwania na powrót ramki Claim Token), że procedura przejęcia tokena zakończyła się niepowodzeniem przechodzi w stan wysyłania znacznika (ang. Transmit Beacon) i zaczyna wysyłać ramki znacznika (ang. Beacon). Transmisja ta przerywana jest dopiero po stwierdzeniu poprawnego stanu sieci (poprzez odebranie przez siebie nadanej ramki Beacon) lub w momencie usunięcia stacji nadającej z sieci, jako przyczyny awarii.

Ramki te zawierają adres poprzedniej stacji w pierścieniu i jeśli 8-krotnie zostaną przez nią odebrane zostaje ona odłączona z pierścienia jako przyczyna awarii. Oznacza to bowiem, że ramki znacznika (pokonawszy prawie cały pierścień), dotarły do stacji poprzedzającej ich nadawcę, a do samego nadawcy już nie docierają, bo w takim wypadku zaprzestałby ich nadawania.

Stacje zidentyfikowane jako przyczyna awarii w omówionym procesie (poprawnie bądź nie) są wyłączane z sieci w celu przeprowadzenia auto-testu. Jeśli ten wypadnie pomyślnie, powracają do sieci.

Proces ten powtórzony przez większą liczbę stacji doprowadzi do przetestowania szwankującego urządzenia, wykrycia przez nie usterki i wyłączenia się – a tym samym do przywrócenia poprawnego działania sieci.



Pobieranie 0.53 Mb.

1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   26




©absta.pl 2020
wyślij wiadomość

    Strona główna