Наибольшее развитие в локальных сетях получили протоколы двух нижних уровней управления OSI. Причем в сетях, использующих моноканал, протоколы канального уровня делятся на два подуровня:
- подуровень логической передачи данных — LLC (Logical Link Control);
- подуровень управления доступом к сети — MAC (Media Access Control).
LLC построен на основе протокола HDLC и предоставляет верхним уровням OSI три вида процедур:
- LLC1 — процедура без установления соединения и без подтверждения;
- LLC2 — процедура с установлением соединения и с подтверждением;
- LLC3 — процедура без установления соединения и с подтверждением. Больший интерес представляют протоколы управления доступом MAC.
Методы доступа к каналам связи
Для локальных вычислительных сетей, использующих для передачи информации моноканал (monochannel — канал связи, одновременно используемый несколькими абонентами, например, в сетях с шинной и петлевой топологиях и в радиальной топологии с пассивным центром), весьма актуальным является вопрос доступа клиентов к этому каналу. Чтобы сделать доступ эффективным, необходимы специальные механизмы — методы доступа. Методы доступа обеспечиваются протоколами на нижних уровнях модели OSI.
Для организации эффективного доступа к моноканалу используются принципы частотной или временной модуляции. Наибольшее применение в простых сетях получили принципы временной модуляции, то есть временного разделения сообщений, передаваемых по моноканалу.
Существует несколько групп методов доступа, основанных на временном разделении:
- централизованные и децентрализованные;
- детерминированные и случайные.
Централизованный доступ управляется из центра управления сетью, например, от сервера. При централизованном доступе каждый клиент может получать доступ к моноканалу:
- по заранее составленному расписанию — статическое разделение времени канала;
- по жесткой временной коммутации через определенные промежутки времени (например, через каждые 0,5 с), задаваемые электронным коммутатором — динамическое детерминированное разделение времени канала;
- по гибкой временной коммутации, реализуемой в процессе выполняемого из центра сети опроса рабочих станций на предмет выяснения необходимости доступа — динамическое псевдослучайное разделение канального времени;
- при получении полномочий в виде специального пакета — маркера
Децентрализованные методы доступа функционируют на основе протоколов, принятых к исполнению всеми рабочими станциями сети, без каких-либо управляющих воздействий со стороны центра.
Детерминированный доступ обеспечивает наиболее полное использование моноканала и описывается протоколами, дающими гарантию каждой рабочей станции на определенное время доступа к моноканалу. При случайном доступе обращения станций к моноканалу могут выполняться в любое время, но нет гарантий, что каждое такое обращение позволит реализовать эффективную передачу данных.
К децентрализованным детерминированным методам относятся:
- метод передачи маркера;
- метод включения маркера.
Метод опроса используется в сетях с явно выраженным центром управления и иногда даже в сетях с раздельными абонентскими каналами связи.
Метод передачи полномочий использует пакет, называемый маркером. Маркер — служебный пакет определенного формата, в который клиенты сети могут помещать свои информационные пакеты. Последовательность передачи маркера по сети от одной рабочей станции к другой задается сервером (управляющей станцией). Рабочая станция, имеющая данные для передачи, анализирует, свободен ли маркер. Если маркер свободен, станция помещает в него пакет/пакеты своих данных, устанавливает в нем признак занятости и передает маркер дальше по сети. Станция, которой было адресовано сообщение (в пакете обязательно есть адресная часть), принимает его, сбрасывает признак занятости и отправляет маркер дальше. При этом методе доступа легко реализуется приоритетное обслуживание привилегированных абонентов.
Метод включения маркера также использует свободно циркулирующий по сети маркер. Рабочая станция, получившая маркер, может передать свои данные, даже если пришедший маркер занят. В последнем случае станция приостанавливает движение поступившего маркера (временно запоминает его в буферной памяти) и вместо него формирует новый маркер с включенным в него своим пакетом данных. Дальше по сети станция сначала посылает свой новый маркер, а затем уже ранее поступивший «чужой» маркер.
Случайные методы доступа основаны на равноправности всех станций сети и их возможности в любой момент времени обратиться к моноканалу с целью передачи данных. Поскольку возможны одновременные попытки передачи данных со стороны нескольких станций, между ними часто возникают коллизии (конфликты, столкновения), в связи, с чем случайный метод доступа часто называют «методом состязаний».
Метод состязаний может быть рекомендован для использования в сетях с небольшим количеством абонентов, моноканал которых загружен мало (метод не может обеспечить хорошую загрузку канала из-за часто возникающих конфликтных ситуаций). Этот метод для сетей с шинной топологией реализуется чрезвычайно популярным протоколом Ethernet фирмы Xerox.
