Модели шинных ЛВС с маркерным доступом

В рассмотренной выше модели ЛВС в виде одноприборной СМО предполагалось,

что сообщения передаются станциями поочередно и передача одновременно двух или

нескольких сообщений невозможна.

Маркерный способ доступа к шине применяется для устранения соперничества между отдельными станциями. Станции ведут передачу поочередно, причем, в каждый промежуток времени передачу ведет лишь та станция, которая получила разрешение в виде специального кадра, называемого маркером. Все остальные станции, даже имеющие сообщения для передачи, находятся в режиме ожидания. Структура маркерного кадра была рассмотрена ранее. В отличие от информационных, маркерный кадр имеет постоянную длину и небольшое время передачи

(30)

где - длительность передачи маркерного кадра;

- ее среднеквадратическое отклонение.

Предположим, что происходит циклический опрос станций. На каждый цикл

затрачивается некоторое среднее время, причем внутри цикла каждая из станций опрашивается по одному разу (рис.6)

Предположим, что некоторая i-ая станция, получившая разрешение на передачу информационного сообщения, если такое сообщение имеется в настоящий момент, передаст его в канал, а затем добавляет одно специальное маркерное сообщение, предназначенное для передачи управления другой станции. Если же готовое для передачи информационное сообщение отсутствует, то станция немедленно передает в канал только одно маркерное сообщение.

Введем в рассмотрение среднюю интенсивность опроса для каждой станции

а также суммарную интенсивность опроса всех станций,

где M - число станций, опрашиваемых в цикле.

В установившемся режиме среднее число сообщений, передаваемых i-ой станцией в течение одного цикла, должно равняться среднему числу сообщений, поступающих в нее за это же время - . Группа сообщений, передаваемых i-ой станцией в течение одного опроса, включая и маркерное сообщение, образуют кадр. Среднее время передачи одного кадра для i-ой станции

(34)

где - время, необходимое для подготовки станции к передаче, называемое латентным временем станции; t - время распространения сигнала по шине между двумя наиболее удаленными станциями. Промежуток времени

называют латентным периодом сети. Поскольку кадры всех станций передаются друг за другом без задержки, то сумма средних времен их передачи должна быть равна среднему времени цикла

(35)

откуда определяется значение времени цикла

(36)

Время цикла существенно зависит от загрузки канала и при коэффициентах загрузки, стремящихся к единице, неограниченно возрастает. При малых значениях загрузки время Т_ц оказывается минимальным:

(37)

В течение каждого цикла опроса канал всегда полностью загружен передаваемыми сообщениями, причем, информационные сообщения обеспечивают коэффициент загрузки, равный R, а маркерные сообщения - коэффициент загрузки

(38)

Маркерные сообщения "не препятствуют" передаче информационных сообщений, поскольку с увеличением загрузки R соответственно уменьшается загрузка маркерными сообщениями.

Циклический опрос представляет собой одну из бесприоритетных дисциплин обслуживания, при которых среднее время ожидания в очереди для всех передаваемых сообщений одинаково и определяется соотношением (26).

Среднее время пребывание сообщения в системе, т.е. среднее время задержки, включает ещё задержку, обусловленную циклическим опросом.

Любое сообщение, поступившее на передачу, даже при отсутствии очереди, должно ожидать получения маркера, разрешающего передачу. Это время, в среднем, равно приблизительно половине Т_ц, поскольку поступление сообщения в любой момент цикла равновероятно. С учетом сказанного, полное время задержки доступа сообщений в режиме циклического опроса

(39)

Подставляя значение Т_ц из (36), получим окончательно

(40)

Если принять сеть однородной, предполагая, что длины всех кадров имеют одинаковые средние значения, то соотношение (40) упростится:

(41)

Нормированное время задержки доставки сообщений по отношению к t_ср определится соотношением

(43)

где (44)

Анализ (43) показывает, что пропускная способность С, определяемая как предельное значение коэффициента загрузки R, при котором время доступа неограниченно возрастает, равно единице. При больших значениях загрузки шинные структуры с маркерным управлением выгодно отличаются от рассматриваемых ниже сетей с произвольным случайным доступом.