182279. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés egyetlen adatátviteli vonalra T elágazással kapcsolódó kommunikációs berenezések vonalhasználatának osztott vezérlésére
182279 4 egyetlen adatátviteli vonal tehát egyetlen átviteli csatornát jelent. Csillagcsatolású berendezés példakénti vázlatát mutatja a 2. ábra. Látható, hogy a 13d,...,13f berendezések vonalra kapcsolása optikai 45 csillagcsatolón át történik, mellyel a hálózatillesztő 14d,.. .,14f egységeket optikai 47 kábelek kötik össze optikai 46 kábelcsatlakozók alkalmazásával. Tulajdonképpen hasonlójellegű a klasszikusnak mondható, multidrop vagy multipoint elnevezésű hálózat is, melynek vázlatát a 3. ábrán mutatjuk. A két hálózat működése között azonban lényeges különbség van. A 3. ábra szerinti berendezésnél hálózatcsatoló 19a,...,19c egységek közbeiktatásával a kommunikációs 13d, 13e berendezések—ellentétes forgalmi irányú — két 20 vonalon át olyan kitüntetett 18 számítógéppel vannak csatolva, melynek rendeltetése a kommunikáció vezérlése. A vezérlés elsősorban ún. szoftver pollinggal történik, amin e leírásban a közös adatátviteli vonalon több kommunikációs berendezés forgalmát vezérlő azon módszert értjük, melynél minden újabb vonalra kapcsolás előtt lekérdezzük a résztvevő berendezéseket és az éppen vonalat igénylő berendezések közül annak a vonalra kapcsolását engedélyezzük, mely a legmagasabb prioritási fokozatba sorolt adat átvitelét kezdeményezi. Az újabban mindjobban terjedő busz-szervezésű lokális hálózatoknál azonban a szoftver-pollingot igyekeznek mellőzni, mert egyéb hátrányok mellett a polling művelete — annak mellőzése esetén elmaradó — szoftver-többletigénnyel és megfelelő gépidőtöbbletigénnyel terheli a rendszert és lassítja is a sürgős adatok forgalmát. Ehelyett ún. osztott vonalhasználat vezérlést alkalmaznak, mely eljárás foganatosításához megfelelő hardver eszközökkel látják el a berendezést. Egy vonalhasználat vezérlővel ellátott ismert hálózatillesztő egység fő összetevőit a 4. ábra mutatja. A 3. ábrán mutatott hálózatcsatoló 19b és 19c egységek funkciói közül kettőt ellátó szerveket a hálózatillesztő 14 egységnek a 4. ábrán mutatott kiviteli alakjánál külön kirajzoltuk, ezek a kommunikációs illesztő 21 egység és a 23 vonaldapter. A vonalhasználat vezérlés kialakításához e két szervet kiegészítik vonalhasználat vezérlő 22 egységgel, azt funkcionálisan mintegy közéjük kapcsolva. A vonalhasználat vezérlő 22 egység látja el a hagyományos modem-kontrol funkciók egy részét is, de legfontosabb feladata — a vonal foglaltságának, illetve szabaddá válásának figyelése alapján, rögzített eljárási szabályok szerint időzítő rendszert indítva—annak eldöntése, hogy ez a berendezés vonalra kapcsolódhat-e vagy sem. Ennek a módszernek jelentős előnyei vannak a polling-gal szemben. Mindenekelőtt feleslegessé teszi a központi kommunikációvezérlő 18 számítógépet, amivel az ilyen típusú rendszerek legszűkebb keresztmetszetén enyhít. A rendszer így egyforma építőcsoportokból épül fel, nő annak megbízhatósága, s a kiterjedten alkalmazható párhuzamos intézkedések folytán nő a rendszer teljesítőképessége is. Ilyen vezérlési folyamat kialakítását a technológia, az integrált áramköri és a mikroprocesszoros technika rohamos fejlődése tette lehetővé azáltal, hogy a bonyolult funkciókat realizáló osztott vezérlés hardver eszközökkel a kívánt módon és a rendszerhez illeszkedő méretekben megvalósítható. A technika állása szerinti ilyen megoldásokat különösen két ismert típus szemlélteti, mindkettő az alapvetően az 1 ábra szerint kialakított hálózatra adaptálja az osztott hardver vezérlést. A vonalfoglalás sorrendjét illető döntés megalkotásánál azonban a két ismert hálózat között lényeges különbségek vannak, melyek — ezt a továbbiakban látni fogjuk — a hálózat egészének működésére is kihatnak. 3 Az egyik ismert megoldást a továbbiakban „Ethernet” módszernek nevezzük. Ismertetése megtalálható a Communications of the ACM 1976. júliusi számában (19. kötet 7. száma) Robert M. Metcalfe és David R. Boggs által közölt, „Ethernet: Distributed Packet Switching for Local Computer Networks” c. cikkben és a 4 063 220 lsz. egyesült államokbeli szabadalmi leírásban. A másik ismert megoldást a továbbiakban „Hyperchannel” módszernek nevezzük. Ismertetése megtalálható a Computer Communications 1980. áprilisi számában (3. kötet 2. száma) I. Chlamtac és W. R. Franta által közölt, „Message-based priority access to local networks” c. cikkben. A vonallefoglalási eljárásokat és azok összehasonlító diszkusszióját mindkét megoldásra nézve a Hyperchannel rendszer idézett ismertetőjében alkalmazott idődiagramos módszerrel szemléltetjük; e két ismert megoldás idődiagramjai láthatók az 5—7. ábrákon. Az Ethernet módszer szerinti vonalfoglalási eljárást az 5. ábra szemlélteti. A vonal a Tf időtartamban foglalt, a too időpontban válik szabaddá. Az adatforgalmat kezdeményezni kívánó berendezések közül az, mely a vonal szabaddá válását elsőként érzékeli, adni kezd és ezzel lefoglalja a vonalat. Nyilvánvaló, hogy az adatátvitelre használt vonali jel megszűnése a jelterjedési sebesség véges volta miatt nem egyazon időpontban jelentkezik minden egyes berendezésnél, így a különböző berendezéseknél észlelt too időpontok nem esnek egybe. Ha egyszerre több, legalább két berendezés vár a vonal felszabadulására, gyakorlatilag elkerülhetetlen a berendezések által vonalra adott információk összeütközése a vonalon, s ennek folytán az információk elromlása. Ezt a vonali állapotot az 5. ábrán az első vonali ütközés Tül időtartamával jelöltük. Az összeütközést az abban résztvevő berendezések abból észlelik, hogy a vonalon nem(csak) ugyanazon jel van jelen, melyet maga a berendezés a vonalra bocsátott. Ekkor beszüntetik az adást és így az első vonali ütközés utáni tol időpontban ismét vonali csend áll be, a too időponthoz hasonlóan. Ez az ismételt vonali csend véletlen időtartamú folyamatot indit, melyet ezért véletlen tartamú (random) Tri időintervallumnak neveznek. Az 5. ábrán a Trl időintervallum hosszának véletlenszerűségét a vonal végére rajzolt három nyü érzékelteti. A vonalért folyó versengésből az a berendezés kerül ki győztesen, melynek Trl időintervalluma a legrövidebb, feltéve, hogy időközben nem foglalta le a vonalat olyan berendezés, mely az ütközésben — és így az időzített versengésben — nem vett részt, vagyis ha a vonalon — az adott berendezésnél a legrövidebb Trl időintervallum alatt lezajló folyamat végén — még nem észlelhető sem vonali jel, sem vivőjel (carrier). Nyilvánvaló, hogy ilyen körülmények között most sincs kizárva az újabb ütközés és ennek feloldása e folyamat megismétlését igényli. Az 5. ábrán feltüntettünk egy újabb, tehát ismételt ütközési folyamat Tü2 időtartamát és a feloldási Tr2 időintervallumot, valamint a sikeres vonalrakapcsolás tv időpontját is. A leírt rendszer hátrányait a következőképpen foglalhatjuk össze: a) Már két berendezés vonalra várakozása esétén is elkerülhetetlen az összeütközés, ami az információ-átvitel késését, a hatásfok romlását eredményezi. b) Az összeütközések halmozottan is előfordulhatnak, ami az átvitelbe olyan nagy késést vihet, mely pl. folyamatszabályozási rendszereknél többnyire nem engedhető meg. c) Nem biztosítható sürgősségi sorrend — azaz prioritás — az átvitelre szánt üzenetek között. Ez azt jelenti, hogy kevésbé fontos üzenetek hosszú ideig visszatarthatják a fontosabb üzenet küldését. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
