Способ задержки передачи блока сообщения в шину данных вычислительной сети
Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к системам передачи информации, и может быть использовано в вычислительных сетях, использующих общую шину для подключения нескольких абонентов. Техническим результатом является сокращение количества конфликтов при доступе к общей шине и повышение ее пропускной способности. Способ заключается в формировании в адаптере сигнала, имитирующего занятость шины. 4 ил.
Область техники, к которой относится изобретение Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, точнее, к системам передачи информации, а именно к способам передачи блока сообщения в шину вычислительной сети, и может быть использовано в вычислительных сетях в устройствах, использующих общую для нескольких абонентов шину.
Уровень техники Использование находящих все большее распространение локальных вычислительных сетей Ethernet связано с трудностью, определяемой заложенным в основу построения сетей методом доступа абонента к шине. В основе международного стандарта ICO 8802-3, либо американского стандарта IEEE 802.3, в соответствии с требованиями которых изготавливаются и функционируют адаптеры, соединяющие абонентов локальной вычислительной сети с шиной, лежит метод множественного доступа с контролем несущей и определением столкновений CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detected). В соответствии с этим методом все абоненты вычислительной сети, имеющие готовые к передаче блоки сообщения, контролируют состояние шины, и, когда шина освобождается (заканчивается передача одним из абонентов очередного пакета данных), абоненты, выждав каждый одно и то же определенное время, называемое IFG (Inter Frame Gap), начинают передачу своего блока сообщения по шине. Если передачи блоков сообщений различных абонентов при этом накладываются друг на друга, абоненты прерывают передачу и повторяют ее спустя время, выбираемое случайным образом из интервала, который увеличивается вдвое после каждой неудачной попытки начать передачу блока сообщения. После десятой неудачной подряд попытки удвоение интервала прекращается, а после шестнадцатой подряд неудачной попытки передачи блока сообщения прекращается. При использовании этого метода, как показывают многочисленные исследования и наблюдения в реальных локальных вычислительных сетях Ethernet, при потоке в сети, превышающем 1/![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/960.gif)
1 - шина вычислительной сети;
2 - сетевой адаптер A1;
3 - сетевой адаптер A2;
4 - сетевой адаптер Ai;
5 - сетевой адаптер AN;
6 - абонент A1;
7 - абонент А2;
8 - абонент Аi;
9 - абонент AN. Патентуемый способ задержки передачи блока сообщения в шину вычислительной сети заключается в следующем. Вычислительная сеть состоит из N абонентов A1, A2,... Ai,... AN, каждый из которых через свой адаптер D1, D2,..., Di,..., DN связан с шиной вычислительной сети. Абонентами A1, А2,... Ai,... AN могут быть отдельные ЭВМ, обменивающиеся между собой информацией с помощью сетевых адаптеров D1, D2,..., Di,..., DN, узловые процессоры, с помощью которых отдельные локальные вычислительные сети объединяются в сеть большего размера, функциональные узлы вычислительной системы, связанные между собой шиной вычислительной сети, и так далее. Шиной вычислительной сети может быть коаксиальный кабель, радиоканал либо любое другое средство передачи сигналов. Шиной вычислительной сети может быть также внутренняя магистраль коммутатора или концентратора, с которой связаны сетевые адаптеры. Упрощенная конфигурация локальной вычислительной сети, использующей в качестве шины магистраль коммутатора или концентратора, изображена на фиг.2, где приняты следующие обозначения:
10 - коммутационная часть адаптера D1/2;
11 - абонентская часть адаптера D1/1;
12 - коммутационная часть адаптера D2/2;
13 - абонентская часть адаптера D2/1;
14 - коммутационная часть адаптера Di/2;
15 - абонентская часть адаптера Di/1;
16 - коммутационная часть адаптера DN/2;
17 - абонентская часть адаптера DN/1;
Вычислительная сеть состоит из N абонентов A1, A2,... Аi,... AN, каждый из которых через абонентскую часть своего сетевого адаптера D1/1, D2/1,..., Di/1,..., DN/1 связан витой парой проводников, оптическим волокном, инфракрасным излучением, магистралью или любым другим средством передачи сигналов с коммутационной частью своего сетевого адаптера D1/2, D2/2,..., Di/2,..., DN/2, который связан с магистралью 1 коммутатора или концентратора. Процедура доступа абонентов A1, A2,..., Аi,..., AN к шине вычислительной сети заключается в следующем. Все абоненты системы обмениваются сообщениями, передавая их собственным адаптерам и далее в шину вычислительной сети. Каждый раз, когда какой-либо абонент Ai(1
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/8804.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/8804.gif)
18 - приемопередатчик Рi;
19 - сетевой контроллер Сi;
20 - блок связи с абонентом Si. Абонентская часть сетевого адаптера Di/2 состоит из последовательно соединенных блока связи с абонентом Si, сетевого контроллера Ci и приемопередатчика Pi. Сигналы, передаваемые по шине вычислительной сети либо по каналу связи абонентской части Di/1 адаптера с коммутационной частью Di/2 адаптера преобразуют приемопередатчиком Pi в сигналы данных, синхросигналы и сигналы состояния шины вычислительной сети, которые передают в сетевой контроллер i. На фиг.4 приведена временная диаграмма последовательности передачи блоков сообщений в шину вычислительной сети и формирование сигналов в сетевых адаптерах, где приняты следующие обозначения:
21 - состояние шины вычислительной сети;
22 - состояние сетевого адаптера Di;
23 - состояние сетевого адаптера Dj;
24 - состояние сетевого адаптера Dk;
25 - блока сообщения, передаваемый по шине вычислительной сети;
26 - блок сообщения абонента Ai;
27 - блок сообщения абонента Aj;
28 - блок сообщения абонента Ak;
29 - сигнал, формируемый в адаптере Di;
30 - сигнал, формируемый в адаптере Dj;
31 - сигнал, формируемый в адаптере Dk;
32 - интервал времени IFG;
33 - момент поступления в адаптер Di пакета сообщения, предназначенного для передачи по шине вычислительной сети;
34 - момент поступления в адаптер Dj пакета сообщения, предназначенного для передачи по шине вычислительной сети;
35 - момент поступления в адаптер Dk пакета сообщения, предназначенного для передачи по шине вычислительной сети. Блоки сообщения передают по шине 1 вычислительной сети. При необходимости задержать в сетевом адаптере Di передачу блока сообщения в шину вычислительной сети 1 в адаптере формируют сигнал 29, имитирующий занятость шины. При этом, если абонент Ai передает связанному с ним сетевому адаптеру Di блок сообщения в момент времени 33, адаптер Di ожидает окончания передачи по шине вычислительной сети блока сообщения 25 и сигнала 29, после чего через общий для всех сетевых адаптеров интервал времени 32 начинает передачу блока сообщения 26. При необходимости задержать в сетевом адаптере Dj передачу блока сообщения в шину вычислительной сети 1 в адаптере формируют сигнал 30, имитирующий занятость шины. При этом, если абонент Aj передает связанному с ним сетевому адаптеру Dj блок сообщения в момент времени 34, адаптер Dj ожидает окончания передачи по шине вычислительной сети блока сообщения 25 и сигнала 30, по окончании которого шина вычислительной сети оказывается занятой передачей блока сообщения 26 абонента Ai. Адаптер Dj ожидает окончания передачи по шине вычислительной сети блока сообщения 26 и сигнала 30, после чего через общий для всех сетевых адаптеров интервал времени 32 начинает передачу блока сообщения 27. При необходимости задержать передачу блока сообщения в сетевом адаптере Dk в адаптере формируют сигнал 31, имитирующий занятость шины. При этом, аналогично вышесказанному, если абонент Ak передает связанному с ним сетевому адаптеру Dk блок сообщения в момент времени 35, адаптер Dk ожидает окончания передачи по шине вычислительной сети блока сообщений 26, 27 и сигнала 31, по окончании которого через общий для всех сетевых адаптеров интервал времени 32 начинает передачу блока сообщения 28. Сигналом может быть меандр, подаваемый на вход адаптера, либо уровень, подаваемый на вход сетевого контроллера адаптера, сообщающего сетевому контроллеру о занятости шины данных. Предлагаемый способ задержки передачи блока сообщения в шину вычислительной сети позволяет значительно уменьшить количество конфликтов, сократить среднее и максимальное время доставки блока сообщения в уже эксплуатируемых вычислительных сетях. При этом применение предлагаемого способа не связано с какими-либо изменениями в математическом обеспечении сети.
Формула изобретения
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4