Назначение, структуры, функции, интерфейсы и принципы работы узлов коммутации


Варианты построения и принципы функционирования системного управляющего интерфейса узла коммутации



страница4/4
Дата17.10.2016
Размер0.51 Mb.
1   2   3   4

27. Варианты построения и принципы функционирования системного управляющего интерфейса узла коммутации.

Интерфейс – физическая среда сопряжения двух и более систем.



Существует три способа соединения УУ:

  1. по принципу «каждый с каждым»



N! – число связей.

Распределение информации происходит в пространстве.



  1. общая шина( Здесь происходит распределение информации во времени между устройствами)


Достоинство: количество соединений – N (гораздо меньше).

Наращивание происходит по иерархической системе:





  1. использование коммутатора управляющих устройств:



Наращивание может быть ограничено только сложностью самой системы. Число соединений – N2. Исключается центральное УУ.

Для способов 2 и 3 используется коммутация пакетов.


28. Принципы построения, функционирования и режимы работы системного управляющего интерфейса на основе общей шины.

Существует 3 базовых варианта режима работы общей шины:

  • детерминированный режим доступа к ОШ

  • случайный режим доступа

  • циклический режим доступа

Условия доступа к ОШ:



  • разделение во времени информации

  • алгоритм выделения информации для пользователей (шины адресатам)

  • передача информации на шину


Работа общей шины в режиме детерминированного доступа

Физический принцип такой же, как и при разделении каналов, только информация передается в виде пакетов.



УС – устройство синхронизации

ПРД – передатчик

ПРМ – приемник

УС обеспечивает разделение доступа к ОШ и управляет включением передатчиков и продолжительностью их подключения к ОШ. Задача передатчика состоит в формировании информационного пакета, который находится в буфере, на шину. Пакет представляет собой заголовок и информационное поле. Заголовок содержит номер управляющего устройства, которое должно получить информацию с шины, т. е. содержит адрес приемника информации. Приемник в данном пакете обрабатывает только заголовок, и если номер заголовка совпадает с номером управляющего устройства, то содержимое пакета копируется в буфер. Передатчик формирует пакет, вставляя в качестве заголовка номер УУ. Адрес отправителя можно не указывать. Обратный адрес легко вычисляется.

Все временные окна на передачу удобно делать одинаковой длины. Длительность временного окна на передачу должна быть достаточной для передачи пакета и должна быть согласована с тактовой частотой шины и количеством передаваемой информации. Все пакеты должны быть одинаковой длины, одинаковой структуры (информационное поле и заголовок должны быть одинаковыми).

Если объем передаваемой информации равен нулю, то должен формироваться пустой пакет. Если объем информации меньше, чем пакет, то пакет должен быть дополнен нулевыми битами, а если наоборот, то информация должна быть разделена на несколько пакетов и выровнена.

Имеется показательное поле, которое показывает, является ли пакет пустым, какое количество полезной информации он переносит и является ли этот пакет управляющим. В пакет включается контрольное поле, обеспечивающее целостность информации.

Временная диаграмма детерминированного доступа:

Цикл передачи – канальный интервал или окно на передачу информации. Длительность цикла постоянна.

Достоинства:


  1. простота организации

  2. гарантия того, что в течение цикла УУ имеет возможность передать управляющую информацию

Недостатки:

  1. коэффициент использования общей шины может оказаться очень невысоким

КИСП.=Тц / Тисп.=КПД

  1. очень трудно увеличить количество устройств, подключаемых к шине, т. е. сложность наращивания емкости системы.

Подключение дополнительных УУ требует увеличения тактовой частоты и перестройки системы синхронизации.
Работа общей шины в режиме случайного доступа

Здесь нет общего устройства синхронизации, оно имеется в каждом УУ. Отсутствует контроллер доступа к ОШ и общее устройство синхронизации. Имеется фаза захвата шины, которая реализуется приемником, контроллером шины и передатчиком. Приемник постоянно контролирует состояние шины: свободна она или занята. Если шина свободна, то контроллер шины информирует об этом передатчик. Передатчик проверяет буфер и если он полон, то передатчик захватывает шину, посылая специальный пакет. Может быть состояние конфликта, когда два устройства инициируют процесс передачи, в этом случае информация накладывается друг на друга.

Возможной фазой работы в случайном доступе является постоянный контроль информации на шине начиная с заголовка – правильна ли она. Приемник принимает информацию и сравнивает ее с той, что в шине. Так можно обнаружить наложение информации. Когда приемник это обнаружил, он передает это передатчику. Передатчик усиливает коллизии, он посылает специальный пакет для того, чтобы другие устройства быстрее обнаружили коллизию.

Тактовая частота зависит от объема пакета, передаваемого на шину.

Понятие цикла в системе отсутствует, нет постоянных временных окон на передачу, время занятия шины может быть любым.

Достоинства: отсутствует простой в шине. Когда буфер пуст, устройство не занимает шину. Скорость передачи информации может быть различной. Передатчики могут работать на различных тактовых частотах. Легкая масштабируемость.

Недостатки:


  • наличие конфликтов на шине, которые приводят к простою

  • ограничение на количество подключаемых устройств

  • большая вероятность того, что УУ может совсем не получить доступа к шине.

Адресный заголовок состоит из двух частей: адреса отправителя и адреса получателя. Показательного поля может и не быть.



Работа общей шины в режиме циклического (эстафетного) доступа
Есть цикл на передачу информации, но длительность цикла плавающая. Цикл состоит из окон на передачу, размер которых также не постоянен. Размер окна на передачу определяется количеством передаваемой информации. Однако, есть строгая очередность занятия шины. Временные окна нумеруются и их количество и порядок следования во всех циклах одинаковый. Коэффициент использования шины значительно повышается. При отсутствии информации на передачу размер окна уменьшается до минимального возможного размера. Этот минимальный размер определяется специальным заголовком, который называется эстафетным. Эстафетный заголовок передает право на передачу информации следующему по счету устройству. Наращиваемость шины намного лучше, но количество подключаемых устройств должно учитываться в других устройствах. Так достигается оптимальный вариант доступа.
Недостатки: в случае неисправности какого-либо устройства после его отключения возникает ситуация неопределенности в сети, поэтому существует режим доступа с неявной передачей эстафеты. При неявной передаче устройство не посылает эстафетный заголовок, а просто молчит, это означает, что можно передавать эстафету следующему устройству. Но возникает необходимость централизованной синхронизации в шине, нужна точка отсчета.
29. Принципы построения и функционирования системного управляющего интерфейса на основе самомаршрутизирующей коммутационной матрицы.

Наибольшее распространение получили коммутаторы типа Дельта-система, они основаны на коммутаторах типа Баньян (рис. 1.5.32).



Рис. 1.5.32. Дельта-система

Дельта-система – это система с одним промежуточным путем.

Маршрутный заголовок (рис. 1.5.33).



Рис. 1.5.33. Маршрутный заголовок

Каждый коммутатор каждого звена обрабатывает только свою сеть.

Потери можно уменьшить при помещении между коммутаторами разных звеньев накопителей на 1 пакет.

Возможно увеличение пропускной способности путем использования более сложных систем.

Общая структурная схема модифицированной Дельта-системы (рис. 1.5.34).



Рис. 1.5.34. Модифицированная Дельта-система


Схема имеет пространственные коммутационные блоки с централизованным управлением.

Недостаток схемы: крайне сложно реализовывать распараллеливание функций блоков с централизованным управлением (низкая эффективность схемы). Выход из данной ситуации: промежуточная буферизация.

Особенность: это система с несколькими промежуточными путями.

Отличие схемы состоит в том, что она имеет комбинированное управление.

Для избавления от централизованного управления используется схема на регистрах сдвига (рис. 1.5.35).

Рис. 1.5.35. Коммутатор на регистрах сдвига


Структурная схема одной точки коммутации (рис. 1.5.36).

Рис. 1.5.36. Точка коммутации в коммутаторе на регистрах сдвига


Достоинства:

- топология с множеством альтернативных путей;

- промежуточная буферизация;

- можно поставить пакет в очередь.

Эта топология хороша для коммутаторов канального уровня, в других случаях она не используется, т. к. буферизация несет дополнительные затраты.

30. Общая структура программного обеспечения управляющей системы узла коммутации. Внутреннее и внешнее программное обеспечение. Пакеты программ и программные модули. Средства разработки программного обеспечения.

Простейшая управляющая система имеет вид:




ОС – операционная система
В ОЗУ хранятся данные. ПЗУ запускает драйвера. ПО (программное обеспечение) делится на внешнее (ПО для разработки, отладки, тестирования управляющих схем и узлов коммутации) и внутреннее (ОС и прикладные программы). Конфигурация узла коммутации и узла в целом записана во внешней памяти.

Верхний уровень ОС направлен на поддержку приложений прикладных процессов. Прикладная программа является ПО обслуживания вызовов.

ПО обслуживания вызовов состоит из пакета программ:

Блоки ПО:


    1. оболочка – активная часть программы

    2. ПО сканирования контрольных точек (ПОскт)




Существует два уровня для осуществления контроля времени в узле коммутации:

Уровень 1 – процесс критичен ко времени выполнения

Уровень 2 – процесс не критичен ко времени выполнения.
Связь ПОскт и оболочки осуществляется через ОЗУ. Каждый компонент узла коммутации, который имеет КТ, имеет в памяти свою ячейку. Каждая КТ периодически меняет свое состояние. ПОскт должно выполняться периодически с определенным промежутком времени. За период должны быть опрошены все КТ в узле коммутации. Работа остальных ПО может быть регламентирована во времени.

Пакет ЖО – необходим для запуска всех программ.

ПОскт связано с альтернативными средствами и режимом прерываний.

Если система централизованная, то необходима одна система управления. Если система децентрализованная (иерархическая), то необходимо несколько таких систем управления.




Каталог: download -> version
version -> История Неклиновского района Территориальные преобразования района
version -> Рабочая программа разработана в связи с уменьшением объема часов на географию в учебном плане школы
version -> Срок проведения: 9-13 января 2015 года Место проведения
version -> Учебно-методическое пособие ставрополь, 2013
version -> Синяя летопись
version -> Уровень финансовой грамотности студентов
version -> Куча интересных фактов по географии Королевство Тонга единственная монархия в Океании
version -> Начальник мо мвд россии Директор


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4


База данных защищена авторским правом ©grazit.ru 2019
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал