Datové sítě

Lokální datové sítě

Metody řízení sítě

Metody řízení sítí můžeme podle typu přístupu k přenosové cestě rozdělit na deterministické (zákonitě určované) a stochastické (náhodně určované). Vlastní řízení komunikace může být centralizované nebo distribuované.

Deterministické metody řízení

Při centralizovaném řízení je jedna ze stanic zvolena jako řídicí stanice a přiděluje ostatním podřízeným stanicím kapacitu kanálu na základě jejich požadavků. Metoda ohlášení řídí přidělování přístupu podle žádostí jednotlivých stanic. Má-li podřízená stanice data připravená k odeslání, odešle je. Jde o metodu vhodnou pro malý počet stanic v menších sítích s velkou zátěží.. Při přenosech signálů v základním pásmu se totéž využívá metoda dynamického časového dělení kanálu, která přiděluje časové intervaly pro přístup jednotlivých stanic ke společné přenosové cestě nejen podle okamžitých požadavků stanic, ale i podle jejich priority.

Distribuované (decentralizované) řízení odstraňuje závislost na jedné řídicí stanici. Používanými metodami jsou metoda rezervace kanálu a metoda logického okruhu. Distribuované řízení je typické i pro metody náhodného přístupu.

Při užití metody rezervace kanálu zadají stanice při průchodu tzv. rezervačního rámce požadavek na přístup a podle pořadí rezervace je potom přidělen stanicím příslušný časový interval.

Metoda logického kruhu určuje každé stanici právo na přístup ke společné sdílené cestě na základě jejího umístění v konfiguraci sítě. Všechny stanice, bez ohledu na topologii sítě) jsou seřazeny do pomyslného kruhu a takto očíslovány. Každá ze stanic zná číslo (adresu) následné stanice, která má po ní získat právo k přístupu. Stanice, která má právo k přístupu může vysílat své zprávy dalším stanicím po dobu určeného časového intervalu. Po jeho uplynutí musí předat právo přístupu další příslušné stanici. Toto předávání se uskutečňuje vysláním speciální řídicí posloupnosti bitů, která se nazývá token (shodně v české i anglické terminologii – odtud pak sítě typu token.-ring). V případě odpojení nebo výpadku některés stanice musí být zajištěna automatická změna adres stanic. Metody předávání tokenu jsou sice realizačně náročnější, ale nedochází u nic ke kolizím, nejsou závislé na typu přenosové cesty i přenosové rychlosti a používají se zejména pro řízení v reálném čase.

Stochastické metody řízení

Tyto přístupové metody přidělují přístupové časové intervaly jednotlivým stanicím na základě náhodného procesu. Základní princip spočívá v tom, že v časových intervalech, ve kterých právě neprobíhá přenos dat po společné přenosové cestě, mají všechny stanice stejnou možnost v kterémkoliv okamžiku obsadit tuto cestu pro sebe. Po celou dobu vysílání speciální bitové posloupnosti určené pro obsazení cesty nesmí dojít k vyslání této posloupnosti jinou stanicí. V případě, že ve stejný okamžik chtějí cestu obsadit dvě nebo více stanic, dochází ke kolizi a žádné stanici se obsazení společné cesty nepodaří. Přesto je tato metoda, na základě pravděpodobnostních zákonů, v praxi použitelná (např. proto, že okamžiky opakovaného pokusu obsazení cesty se u obou kolidujících stanic budou s velkou pravděpodobností lišit). Z používaných stochastických přístupových metod si vypíšeme tynejdůležitější.

Při užití metody mnohonásobného přístupu s nasloucháním nosné CSMA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) sleduje každá stanice provoz na společné přenosové cestě tím, že na základě detekce signálu zajišťuje, zda je cesta volná. V případě kolize se přenos signálového bloku obsazovací posloupnosti dokončí a teprve po určitém čekacím intervalu se obsazovací posloupnost vyšle znovu, pokud je cesta nadále volná.

Metoda SCMA s detekcí kolizí (CSMA/CD – Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) předchozí metodu ještě vylepšuje tím, že každá stanice sleduje provoz v síti i během vysílání obsazovací posloupnosti, čímž se ušetří čas a provoz je efektivnější. Dojde-li ke kolizi, obě stanice ihned ukončí vysílání obsazovací posloupnosti, vyšlou kolizní signál a každá se odmlčí na náhodně dlouhou dobu, čímž s velkou pravděpodobností nedojde mezi nimi k další kolizi. Nedojde-li ke kolizi, je odvysílána celá zpráva. Z popisu vyplývá, že metody CSMA/CD nejsou vhodné pro řízení v reálném, protože není definována doba odezvy. Přesto jsou však ze stochastických přístupových metod nejpoužívanější.