Введение.
Широкое распространение компьютерных сетей прежде всего обусловлено их высокой экономической эффективностью. В бизнесе своевременное обладание необходимой информацией – залог успеха. При построении систем АСУТП использование компьютерных сетей позволяет надежно связывать каналами передачи информации разнородные устройства, часто находящиеся на значительном удалении друг от друга и оперативно управлять технологическим процессом с точностью и скоростью, недоступными для человека. Банковские расчетные системы уже давно не обходятся без сервисов, предоставляемых компьютерными сетями.
В последнее время компьютерные сети в лице Internet приобрели большое значение как образовательные, информационные и развлекательные средства, ввиду того, что они реализуют в себе широчайший спектр возможностей. Благодаря им Internet называют 6-м континентом, местом, где географическое положение объектов абсолютно не важно.
Бурное развитие компьютерных сетей началось в начале 80-х годов. Только в 1983 году было предоставлено около 100 типов локальных вычислительных сетей, отличающихся типом абонентов (станций) подключаемых к сети, типом ЭВМ (от микро-ЭВМ до больших вычислительных систем), номенклатурой, подключаемых абонентских комплексов, средой передачи данных, стоимостной производительностью, архитектурой и т.д. Однако во многом успех развития локальных вычислительных сетей определяется их доступностью массовому пользователю, с одной стороны, и теми социально-экономическими последствиями, которые они вносят в гибкие автоматизированные комплексы в различных сферах человеческой деятельности, с другой стороны. Поэтому в настоящее время наиболее распространены только несколько стандартов построения компьютерных сетей, которые наиболее соответствуют указанным требованиям. Это прежде всего Ethernet и его модификации, FDDI, Token Ring и некоторые другие.
Постановка задачи
Задание: Спроектировать блок управления доступом к моноканалу ЛВС.
Метод доступа к моноканалу: циклический опрос с приоритетами.
Топология: кольцо.
Число станций: 25.
Длина поля данных кадра: 32 байта.
Максимальная длина сообщения: 1,5 Кб.
Элементная база: ТТЛ.
Разработка структурной схемы
Суть метода циклического опроса с приоритетами
Этот метод управления применяется в ЛВС кольцевой конфигурации. Кадр, используемый здесь, включает в себя все поля обычного кадра, а также специальную служебную часть, которая применяется для управления моноканалом. Каждая станция, присоединенная к моноканалу, владеет одним разрядом в служебной части, который может принимать единичное или нулевое значение. Процедура передачи информации включает три такта. На первом такте станции, имеющие информацию для передачи, помещают в свой разряд служебной части единичный бит. На втором такте станции, поместившие единичный бит в служебный разряд, на всех предыдущих тактах осуществляют считывание служебной части кадра и проверяют поместили ли станции, имеющие высший приоритет, единичные биты в свои служебные разряды. Если приоритет текущей станции становится наивысшим, то она захватывает моноканал и начинает передавать информацию по третьему тактовому сигналу. Достоинством данного метода: отсутствие конфликтных обращений к моноканалу, простота аппаратной и программной реализации, небольшое количество дополнительной служебной информации. Основной недостаток метода - низкая скорость работы станций во время обмена служебной информацией.
Топология локальных сетей
Локальная сеть представляет собой систему распределенной обработки информации, состоящую как минимум из двух компьютеров, взаимодействующих между собой с помощью специальных средств связи. Компьютеры, входящие в состав сети, выполняют достаточно широкий круг функций, основными из которых являются:
- организация доступа к сети;
- управление передачей информации;
- предоставление вычислительных ресурсов и услуг абонентам сети.
В свою очередь, средства связи призваны обеспечить надежную передачу информации между компьютерами сети.
Конечно, компьютерная сеть может состоять и из двух компьютеров, но, как правило, их число в сети существенно больше. При этом компьютерная сеть не является простым объединением компьютеров, а представляет собой достаточно сложную систему. Любая компьютерная сеть характеризуется топологией, протоколами, интерфейсами, сетевыми техническими и программными средствами.
Топология компьютерной сети отражает структуру связей между ее основными функциональными элементами. В зависимости от рассматриваемых компонентов, принято различать физическую и логическую структуры локальных сетей. Физическая структура определяет топологию физических соединений между компьютерами. Логическая структура определяет логическую организацию взаимодействия компьютеров между собой. Дополняя друг друга, физическая и логическая структуры дают более полное представление о компьютерной сети.
Под сетевыми техническими средствами подразумеваются различные физические устройства, обеспечивающие объединение компьютеров в единую компьютерную сеть.
Протоколы представляют собой правила взаимодействия функциональных элементов сети.
Интерфейсы — средства сопряжения функциональных элементов сети. В качестве функциональных элементов могут выступать как отдельные устройства, так и программные модули. Соответственно этому, существуют аппаратные и программные интерфейсы.
Сетевые программные средства осуществляют управление работой компьютерной сети и обеспечивают соответствующий интерфейс с пользователями. К сетевым программным средствам относятся сетевые операционные системы и вспомогательные (сервисные) программы.
Каждая из составляющих локальной сети характеризует ее отдельные свойства, и только их совокупность определяет всю сеть в целом. Таким образом, выбор локальной сети заключается в выборе ее топологии, протоколов, аппаратных средств и сетевого программного обеспечения. Каждый из этих компонентов является относительно независимым. Например, сети с одинаковой топологией могут использовать различные методы доступа, протоколы и сетевое программное обеспечение. В свою очередь, в разных сетях могут использоваться одинаковые протоколы и (или) сетевое программное обеспечение. Это, с одной стороны, расширяет
возможность выбора наиболее оптимальной структуры сети, а с другой — усложняет этот процесс.