Способ определения порядка передачи сообщений

,ЯО, 155 Г 94с. САНИЕ ИЗОБРЕТЕН ей дл 24юл, Р 1 Оектроники иАН ЛатвССР арт, Д. Х. равления перед через общий кан чеи паке ов данныхэобретенияешения кон ал. Цель ремени раз. Способ чи сообщена каждой дачу, изпередачи от ьшение вх ситуац а переда- уме лик теь порядк тся в шествл вычисл определени ний заключ станции, о том, чяющей ере еря длиала ельность св 40631979. О,н ашения передачи в столкновения, инервого столкновебнаружен уч ала тервал от ительные сети о столкновения или ния до конц до начала и начала втор конца перво а вто ервой и стандартизации вып. 27, с. 53 узы нтервал М.2-1 23. столкновениаузы до конц ли о третьего торой па) СПОСО И СООБЦ ) Изобр ьной те чено дл(5 ДА или до на равнивают столкно вен а ительност измеренны ы и вычислипреднае относи 1ике, в частно спользования ала и на основ получечных чередность к альных тополозультатов устанавливаютилзн но передачи ислительных сет в со уп ктн ам с г. 2 - вре- столкновепроцессо фиг. 3 сети пос аг енны редач; н времение столкн и аграмма работы вения передач На фиг. 1 С; Тх -еслимма со казан ного дов стоя пе ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР А ВТОРСНОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Институт элтельной техники(56) Патент СШАкл . Н 04 Я 9/00,Локальные вычОпыт международнМЦНТИ - , 198 ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОРЯДКА ПЕНИЙ Изобретение относится к вычислиельной технике и предназначено для спользования в локальных вычислител ых сетях с шинной топологией для авления передачей пакетов данных ерез общий каналЦель изобретения - уменьшение вр ени разрешения конфли ых ситуациНа фиг. 1 показана диагр ма сотояний и переходов; на фи воей передачи с другими ба и использованы следующие обозначения: ИСХ - исходное состояние; АО -нулевое активное состояние; Л - первое активное состояние; А 2 - второеактивное состояние; ПД - передача,.На фиг. 2 показаны временные диаграммы процессов столкновений двух(а) и трех (б,в,г) передач. На нихпоказаны временные интервалы: Тапервый измеряемый интервал, длительность передачи А; Т - второй измеряемый интервал, длительность йередачи Б; Тс - третий измеряемый интервал, длительность передачипауза между передачами В иошибочный интервал времени, 1550516станция не может отличить передачи ВМ С 1 С - интервал форсированногоСтолкновения,На Фиг3 - показана временная ди 5аграмма работы сети после столкновеНия трех передач. На ней обозначено:ЬхВхС - столкновение трех передач(без детализации); А, В, С - успешные передачи станций А, В и С; Х -успешная передача новой активнойстанции Х; р, - паузы между передаЧами (х = 1,2,3); Тп 2 - пауза междупередачами С и Х; Тхд - время ожидания доступа к общему каналу станций Х, 15В локальной вычислительной сети сиспользованием множественного достуа с контролем несущей и обнаружениемталкновений (МДКН/ОС) все станции1 одключены к одному общему каналу,через который передаются пакеты данных, в начале которых содержится адрес назначения. Станции непрерывнослушают общий канал и при появлениив нем пакета данных, проверяют его 25адрес назначения, Если адрес назначения пакета совпадает с адресом данНой станции, то последняя принимаетэтот пакет. С учетом этих поясненийрассмотрим сущность заявляемого способа.В исходном состоянии находятсяОсе пассивные станции (не имевшие го 1 ового к передаче пакета данных). Онилибо ожидают пакет данных от своихВерхних уровней, либо сами егоФорми 35руют, Они также слушают обший каналИ определяют его состояние ("СвобоДен", успешная передача", СтолкноВение) и, если нужно, могут принимать их адресованные пакеты данных,При появлении в станции готового кгередаче пакета данных, эта станцияпереходит в состояние А 2 (переход 1на Фиг. 1).45Станции, находящиеся в состоянияхИСХ и А 2 формируют интервалы времениТп 2 при каждом исчезновении несущейв общем канале. Дпя этих станций об.щий канал считается свободным не сра 50зу, а после истечения упомянутого интервала Тп 2, если во время его формирования не появилась несущая новойпередачи, Если же во время формировайия Тп 2 появляется несущая новой передачи, то Формирование Тп 2 прекрашается, а общий канал для данной станции считается непрерывно занятым. Впрототипе ТП 2 = Тпо = 9,6 мкс. Это минимальная допустимая пауза между передачами в общем канале, необходимая для того, чтобы конец одной передачи не сливался с началом другой . В предлагаемом способе обычноТп 22 э.Станция, попавшая в активное состояние А 2, ожидает освобождение общего канала (если он занят) и немедленно переходит в состояние ПД (переход 2), т.еначинает передачу (если обцшй канал свободен), В состоянии ПД обычно находится одна станция и она успешно передает свой пакет данных. Как обычно, станция проверяет свою передачу и если она идет успешно, то продолжает ее до передачи всего пакета данных и затем возвращается в исходное состояние (переход 3). Таким образом, при небольшой нагрузке, точнее, при отсутствии столкновений операции процесса управления передачей данных в ЛВС не отличается от прототипа (кроме величины Тп 2, что в данном случае не имеет существенного значения),Если же в состоянии ПД окажутся не менее двух станций, то каждая из них обнаружит чужие передачи (т.,е. обнаружит столкновение передач). Тогда станция Фиксирует передачу (т.е, продолжает ее в течение заданного например, 3,2 мкс при скорости передачи 10 Мбит/с, т.е. четыре байта или 32 бита) и потом прекращает свою передачу (также, как в прототипе),В отличие от прототипа управление передачей заключается в том, что на станции - участнице столкновения во время процесса столкновения измеряют интервалы времени Та и Тб (при щ = 2) или Т , Т и Т, (при щ = 3) и т,д., чтобы получить необходимую для управления передачей информацию.Хотя на Фиг. 2 показаны случаи щ = 2 и щ = 3, предлагаемый способ не ограничивается этими примерами. Аналогично измеряют четыре и более интервала в случае ш Ъ 4, Кроме того, вместо Т и Т во всех случаях можно мерить и испольэовать в дальнейшем, например, Тс, = Т - С и/или Т = Тр - С (Фиг. 2 а), если это удобнее при практической реализации, так как величина С небольшая и фик 9сированная и ее прибавление или вычи" тание не имеет существенного значения.5 155После измерения длительностей всехпередач одного процесса столкновения,т.е. после окончания процесса столкновения, станции - участницы этогостолкновения находящиеся в состоянииПД начинают формирование двух интервалов времени - Тпо и Т -1, где Тпо минимальная пауза между передачами,а Тп 1 = Сэ (например, 51,2 мкс как впрототипе). Одновременно на каждой изэтих станций сравнивают результатысвоих измерений и устанавливают очередь, например, в порядке убывающих величин измеренных интервалов. Так, например, для процесса по фиг. 2 в получается Та ) Тс ) Т, тем самымкаждая станция определила свое место в очереди . Первая - станция А (таккак Тд ) Т, Тс), вторая - С (так какТц) Тъ Т), а третья - В (так как Т, Тс ) Т). Очередь можно устаановить и в возрастаюшем порядке, т.е. Т р ( Т ( Т для этого же примера, Это всего лишь изменяет порядок станций в очереди, что не имеет никакого значения, Главное, чтобы был какой-тс один общий для всех станций порядок,После определения своего места в очереди станция, получившая первое место, переходит в состояние АС, а все остальные (не первые) станции , переходят в состояние А 1 (переход 6). В АО станция продолжает формировать интервал Тпо, а в А 1 - интервал Тп. По истечении Тпо данная станция из АО переходит в состояние ПД, т.е, начинает передачу. Если по причинам, рассмотренным ниже, первая передача не начинается, то по истечении Тп 1 станции из А 1 переходят в состояние ПД, т.е. начинают передачи. В случае в = 2 такая станция только одна, поэтому она успешно передает свой пакет. В случае тп3 последует повторное столкновениеЕсли же первая передача начинается и проходит нормально, то затем и вообще каждый раз, как только станция в А 1 обнаруживает успешную передачу в общем канале, они повышают свое место в очереди (вторая станция становится первой, третья - второй, и т.д.), а новая первая станция переходит в состояние АО, После исчезновения в общем канале несущей очередная первая станция в АО снова формирует Тпо, а остальные станции (в А 1) формируют Тп 1 и т,д , как уже изложе 50 55 первого столкновения, Возможные значения Тп 2 не ограничиваются величинами 2, и э, т.к.допустимо и Тп 2 (и также Тп 22 Т но наиболее предпочтительными являются величины с ( Тп 2 б 2 э. Таким образом, для разных условий эксплуатации можно установить наиболее подходящее значение Тп 2,обеспечивающеелибо лучшее заполнение общего канала 051 бно, пока все станции по порядку перейдут из А 1 в ЛО и потом в ПД, т.е,пока все участники столкновения непередадут свои пакеты данных.5Рассмотрим работу ЛВС с применением предлагаемого способа управленияпередачами и при условии ТП 2 - 2 еКак уже сказано, при малой нагрузке,пока нет столкновений, работа ЛВСпроисходит также, как в прототипе,поэтому начнем со столкновения, например, трех передач ВхВхС (фиг, 3).После измерения интервалов Т , ТБ иТ путем их сравнения по величине,все три станции определяют каждаясвое место в обшей очереди и по порядку передают свои пакеты данных.Если в это время появляется новая2 О активная станция Х, то она переходитв состояние А 2 и ожидает освобождениеобщего канала. Но т.к. Сг с Тп 2 (1- 1,2,3), то общий канал для ее занят до тех пор, пока все участникистолкновения не передадут свои пакеты. Затем в общем канале появляетсяпауза Тп 2 = 2 Сз, показывающая, чтовсе участники столкновения уже передали свои пакеты, и поэтому станцияХ переходит в состояние ПД (начинаетсвою передачу),Теперь введем условие Тп 2.Если все станции правильно определили свои места в очереди, то работа35ЛВС ничем не отличается от уже изложенного, только пауза Тп 2 короче. Нопо причинам, которые ниже рассмотрены подробнее, может случиться, чтокакое-то место в очереди осталось40 пустым. Тогда соответствующая передача начинается и в общем канале появляется пауза. Как уже было сказано,как только эта пауза становится равной б = Тп 1, станции из А 1 начинаютпередачу. В данном случае одновременно с ними начинает передачу и Х, возникает столкновение и т,д но теперьуже участвует и станция Х, не ожидая пока закончат передачу все участникипередачами, либо меньшее среднее вре- мя ожидания доступа Тхд.Наконец, рассмотрим некоторые ча-стныее случаи в работе ЛВС.Если две станции начинают переда 5 чи строго одновременно, то может оказаться Т, = Т, как в случае, паказЭнном на фиг. 2 а, Тогда в очереди мОгут оказаться две первые (или две вторые) станции. Это приведет к повтОрному столкновению, к новым измерениям и т.д,. Тогда из-за разных за. дфржек в аппаратуре и в абонентских лйниях и т,п, уже после одной-двух тфких повторных столкновений окажется Тп /Т р и последуют две успешные передачи. Возможно и другое решение. Кк только станции обнаруживают равенство Тс, = Тр они переходят в исхадное состояние и прекращают попыт- кИ передачи данного пакета.Другой частный случай показан на фИг. 2 г, когда на входе станции А конец передачи В совпадает с началом 25 передачи С. Тогда станция А не может различить интервалы Т 11 и Тс и измеряег один общий интервал Т . В результате этого в очереди может оказаться лИбо две первые,либо две вторые стан- З 0 цИи. Кроме того, какое вместо в очереди может оказаться пустым.Таким образом, рассмотренные и другие возможные частные случаи работу ЛВС не нарушают. Кроме того, все ойи маловероятны и поэтому могут встречаться очень редко,С увеличением нагрузки увеличивается и число ш участников столкновения. Соответственно, число измеряемых 40 интервалов времени также увеличивается, а вероятность появления их равенства и других частных случаев также увеличивается, что могло бы ухудшить работу,ЛВС. Это можно легко устранить например, если шМ, где М - максимальное число участников столкновения, с которым аппаратура может справиться, то все ш участники этого . столкновения переводятся в исходное состояние также, как в грототипе па 5 О сле заданного максимального числа(16) неудачных попыгок передачи. Другими словами, часть входной нагрузки сбрасывается, за то остальная часть обслуживается качественно и эффективно, т.е. устраняется возможное ухудшение работы ЛВС при перегрузке.Для реализации предлагаемого способа каждая .станция должна иметь стандартные (известные, например, в прототипе) средства для определения состояния общего канала (свободен, успешная передача, столкновение);для формирования, хранения, приема и передачи пакетов данных; для кодирования, декодирования, синхронизации и проверки передаваемых битов данных; и другие, такие, какие имеются или могут быть в стандартных или других ЛВС с использованием МДКН/ОС.Кроме того, необходимая аппаратура для реализации введенных новых операций измерения временных интервалов То, Тр Тс, и для сравнения полученных чисел, а также для хранения своего порядкового номера в очереди на передачу. Формула изобретенияСпособ определения порядка передачи сообщений в вычислительной сети, заключаюшийся в том, что на каждой станции вычислительной сети контролируют занятость канала и начинают передачу, если канал свободен, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения времени разрешения конфликтных ситуаций, на каждой станции, осуществляющей передачу, измеряют длительность своей передачи от ее начала до прекращения передачи в случае обнаружения столкновения, интервал от начала первого столкновения до конца второго столкновения или до начала первой паузы, интервал от начала второго столкновения или от конца первой паузы до конца третьего столкновения, или до начала второй паузы, и т,д., сравнивают длительность своей передачи с другими измеренными интервалами и на основании полученных результатов устанавливают очередность передачи.1550516 Составитель М. СорочанТехред М.Дидьис Корректор Л, Бескид Редактор Л инска Заказ 274 Тираж 567ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, И, Раушская наб., д, 4/5 и ГКНТ СССР е ественно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 1 Произв