Software de Telecomunicații

Tema de proiectare

Se consideră o reţea de calculatoare în topologie inel. Să se simuleze utilizând mediul de programare C (sau C++) sub UNIX (LINUX) următoarele situaţii :

17A. Comunicaţia în reţeaua de calculatoare.

Se simulează comunicaţia prin adrese (ex. ID-uri de staţii) între staţiile din reţea,adică: staţia cu ID1 trimite un mesaj msg=< ID1,ID2,mesaj >, ce se propagă prin canalele de conexiune a reţelei până ajunge la staţia destinatară ID2.

18A. Deconectarea de la reţeaua de calculatoare.

La deconectarea unui calculator de la reţea ( adică la sfârşitul procesului ce simulează acea staţie) să se intercepteze mesajul de terminare a procesului. Să se transmită un mesaj de adio către celelalte staţii (prin care să li se indice astfel că acea staţie se deconectează de la reţea ) iar apoi să se execute acţiunea implicită pentru acel semnal.

I. Consideraţii introductive. Reţele cu topologie inel

Pentru realizarea programului de simulare a celor 2 probleme, am utilizat mecanisme asemănătoare cu protocolul Token-Ring folosit în majoritatea reţelelor cu topologie inel. Staţiile au fost simulate prin procese iar conexiunile reţelei prin pipe-uri.

Inelul constă dintr-o colecţie de interfeţe de inel conectate prin linii punct la punct. Fiecare bit ce soseşte la o interfaţă este copiat într-un tampon de 1 bit şi apoi recopiat înapoi în inel. Aflat în tampon, bitul este testat şi poate fi modificat înainte de a fi transmis din nou pe linie. Această etapă de copiere introduce o întârziere suplimentară de 1 bit la fiecare interfaţă.

În protocolul token-ring, de-a lungul inelului circulă un mic cadru şi anume token-ul, de câte ori staţiile sunt inactive. Când o staţie vrea să transmită un cadru ea trebuie să capteze tokenul şi să-l trimită înapoi pe inel înainte de transmisia propriu-zisă. Deoarece există un singur token, numai o singură staţie poate transmite la un moment dat,

Interfeţele de inel au două moduri de lucru: ascultare şi transmisie. În modul ascultare biţii de intrare sunt pur şi simplu copiaţi la ieşire, cu o întârziere egală cu durata unui bit. În modul transmisie, care interesează doar dacă tokenul a fost achiziţionat de staţie, interfaţa întrerupe conexiunea între intrare şi ieşire, pe inel fiind lansate datele staţiei. Pentru a reuşi să comute din starea ascultare în starea transmisie într-un interval de timp egal cu durata unui bit, la interfeţele obişnuite este mai bine să se memoreze una sau mai multe cadre în interfaţă, decât ca interfaţa să le extragă din staţie într-un timp atât de scurt. Pe măsură ce biţii transmişi pe inel se întorc înapoi, ei sunt eliminaţi de pe inel de transmiţător. Staţia care i-a transmis îi poate fie memora, pentru a-i compara cu secvenţa originală şi a verifica astfel fiabilitatea reţelei, fie să-i distrugă.

Această structură de inel nu impune limite asupra dimensiunii cadrelor, deoarece un cadru nu apare niciodată complet în inel. După ce staţia termină de transmis ultimul bit al cadrului, ea trebuie să regenereze tokenul. Când ultimul bit al cadrului a fost transmis pe inel şi s-a întors el trebuie eliminat şi interfaţa trebuie comutată înapoi în modul ascultare, pentru a permite extragerea tokenului care ar urma dacă nici o altă staţie nu l-a extras.

Confirmările sunt simplu de manevrat la token-ring. Formatul cadrului are doar un bit pentru confirmări, iniţial pus pe zero. Când staţia destinaţie a recepţionat cadrul, ea inversează bitul. Dacă se foloseşte şi suma de control în mecanismul de confirmare, bitul trebuie să urmeze suma de control şi interfaţa de inel trebuie să fie capabilă să verifice suma de control până în momentul sosirii ultimului bit. Dacă se intenţionează difuzarea cadrului la mai multe staţii,mecanismul de confirmare este ceva mai complicat, dacă se utilizează unul pentru toate.

Fig. a.Reţea inel token-ring. b.ascultare c.transmisie

Când traficul este scăzut, tokenul îşi va consuma cea mai mare parte din timp circulând nefolosit pe inel. Ocazional, o staţie îl captează, transmite un cadru şi relansează tokenul.Dimpotrivă, dacă traficul este încărcat, astfel încât se creează şiruri de aşteptare în fiecare staţie, de îndată ce o staţie îşi termină transmisiunea şi regenerează tokenul, acesta va fi preluat de următoarea staţie din aval. Astfel, permisele de transmisie se rotesc încet pe inel. Eficienţa reţelei este aproape de 100% la încărcări mari.