PROGRAMOVATELNÉ AUTOMATY METODY PŘÍSTUPU K SDÍLENÉMU MÉDIU Ing. Jana Horáková Elektrotechnika
Anotace Vysvětluje metody přístupu k sdílenému médiu ve vztahu k průmyslovým sítím, musí být doplněn výkladem. Umožňuje použití pro samostatnou práci. Je možné jej poskytnou nepřítomným žákům. AutorIng. Jana Horáková (Autor) JazykČeština Očekávaný výstup26–41-M/01 Elektrotechnika Speciální vzdělávací potřeby- žádné - Klíčová slovaCSMA/CD, Token Ring, Token Passing, CSMA/CA Druh učebního materiáluPrezentace Druh interaktivityKombinované Cílová skupinaŽák Stupeň a typ vzděláváníodborné vzdělávání Typická věková skupina let Vazby na ostatní materiályJe součástí předmětu programovatelné automaty
Přístupové metody ke sdílenému médiu Prostředky pro přenos dat sdílí několik zařízení, proto je třeba zajistit možnost vysílání jednoho zařízení (ostatní jsou na příjmu) tak, aby nedocházelo k vzájemnému rušení. Metody přístupu k přenosovému médiu můžeme rozdělit na deterministické a nedeterministické. Deterministické metody zaručují vysílání zprávy do určitého časového limitu, nedeterministické ne.
CSMA/CD Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection Jedná se o nedeterministickou (stochastickou, soupeřivou) přístupovou metodu, u níž získává přístup k síti počítač, kterému se jako prvnímu podaří přistoupit k nečinné síti. CSMA/CD metoda pracuje následujícím způsobem: počítač, který chce vysílat informace do sítě, nejprve poslouchá, zda je na síti nějaký provoz, zjišťuje aktivní nosný signál (elektrická aktivita)
CSMA/CD pokud je linka obsazená, pak počítač náhodně dlouhou dobu počká (spustí se časový čítač s náhodně zvolenou počáteční hodnotou) a poté opět provede kontrolu obsazení linky pokud je linka volná (na síti není žádná aktivita), počítač začne vysílat své informace, které se šíří ke všem zbývajícím stanicím připojeným do sítě počítač dále pokračuje ve sledování sítě (sleduje, zda je na síti právě to, co tam poslal)
CSMA/CD je možné, že dva (nebo více) počítače na lince detekují nepřítomnost aktivity současně a začnou vysílat v téměř stejný okamžik. Toto má za následek vznik tzv. kolize (datové pakety se vzájemně ruší a zničí) kolize je detekována tak, že počítače, které vyslaly své informace a sledují síť, zjistí, že na přenosovém médiu se vyskytují jiné informace, než ty, které tam vyslaly
CSMA/CD každý počítač, který detekoval kolizi, zruší svůj přenos vysláním rušícího signálu – jam signal, poté počká náhodně dlouhou dobu (spustí se časový čítač s náhodně zvolenou počáteční hodnotou) a pokusí se k síti přistoupit znovu náhodně dlouhá doba (u každého počítače jiná) zaručuje poměrně vysokou pravděpodobnost, že nedojde znovu ke kolizi mezi stejnými uzly
CSMA/CD Schopnost detekovat aktivitu na síti a detekovat kolize jsou implementovány hardwarově přímo na síťové kartě. CSMA/CD podává nejlepší výsledky, je-li síťová aktivita pouze mírná. Naopak nejhorších výsledků dosahuje, jestliže se síťový provoz skládá z množství malých zpráv. Tato přístupová metoda se využívá při přenosu dat v sítích Ethernet (10MHz). S přechodem na Fast Ethernet (100MHz) nemusí být nutně používána.
Token Passing Jedná se o deterministický přístup k přenosovému prostředku. Tato technologie využívá pro přístup k sdílenému přenosovému prostředku předávání tzv. token (pověření, známka, pešek), který neustále opisuje kruh. Každá stanice ve spočitatelném čase získá přístup k přenosovému prostředku a nemusí o něj „bojovat“ s ostatními stanicemi. Zamezí se tím výskytu kolizí i při vysokém provozu.
Zjednodušený popis: topologie je logický kruh, právo na vysílání je zaručeno tokenem (zvláštní rámec) který obsahuje adresu stanice, která má právo vysílat, a který stanici zaručí přístup k přenosovému prostředku stanice, která vysílá je zodpovědná za předání tokenu další stanici po skončení činnosti, nebo po vypršení času
Token Passing Topologie logický kruh je ve skutečnosti realizovaná jako fyzická hvězda s centrem v tzv. jednotce pro připojení mnoha stanic (MSAU). Výhodou je spolehlivost, nevýhodou malá rychlost. Tuto metodu používají sítě Token Bus (sběrnice s předáváním tokenu) a Token Ring (kruh s předáváním tokenu). Princip obou metod je podobný Token Bus je základem pro některé průmyslové sítě
CSMA/CA Pro bezdrátové sítě není možné aplikovat metodu přístupu k médiu CSMA/CD Přenosovým médiem je vzduch, to znamená, že jedno médium musí umožnit komunikaci mnoha účastníkům. U bezdrátových sítí není možné při současném vysílání naslouchat zda došlo ke kolizi. V bezdrátových sítích se používá metoda CSMA/CA (Carier Sense Multiple Access/Collision Avoidance). Protokol mnohonásobného přístupu s nasloucháním nosné a vyvarováním se kolizí.
CSMA/CA Detekce obsazeného kanálu se provádí měřením signálu na anténě: pokud je tato hodnota menší než specifikovaný práh, je kanál považovaný za volný. Protokol umožňuje vysílání prioritních rámců před vypršením povinné doby po konci rámce
CSMA/CA Vysílání probíhá tímto způsobem: Vysílající vyšle před vysíláním dat krátký signál RTS (Request to Send), kterým informuje o cíli a rozsahu dat. Přijímající vyšle potvrzení CTS (Clear to Send), kterým informuje všechny účastníky příjmu, že médium bude obsazeno. Začne vlastní přenos dat. Po jeho ukončení vyšle přijímač potvrzení ACK (Acknowledge). Stanice, které by chtěli vysílat, a zjistí, že médium není volné, nastaví si vnitřní časovač na náhodnou dobu zpoždění začátku vysílání.
Citace MESSMER, Hans-Peter a Klaus DEMBOWSKI. Hardware: architektura, funkce, programování. Vydání první. Brno: CP Books a.s., ISBN PUŽMANOVÁ, Rita. Moderní komunikační sítě od A do Z. Vydání první. Praha: Computer Press, ISBN