Система Передачи Данных Реального времени (СПД РВ)
Уровень Системы Передачи Данных Реального Времени (СПД РВ) один из самых важных и сложных уровней комплексной системы. Задачей данного уровня является доставка информации от любого источника до любого потребителя, находящегося в сети данной системы.
Рассмотрим топологию построения сети комплексной системы. Комплексная система создавалась опираясь на опыт уже существующих систем, выбирая лучшие решения из аналогичных систем, а также на опыт зарубежных фирм разрабатывающих системы реального времени. Покажем ранее используемые топологии связи, чтобы лучше понять топологию и подход в решении СПД РВ данной системы.
Первоначально (конец 80х и начало 90х) топология сети была примитивной - типа звезда с использованием самодельных модемов и концентраторов информации на основе слабых микропроцессоров тип Intel 8080, Intel 8085, Zilog и однокристалок.
Рисунок 21 – Топология сети типа Звезда
Преимущества сети со звездообразной топологией (рисунок 21):
- такая сеть допускает простую модификацию и добавление клиентов, не модифицируя остальной ее части. Если возможности центрального концентратора будут исчерпаны, его следует заменить на устройство с большими возможностями, например, с большим числом портов;
- центральный концентратор звездообразной сети удобно использовать для диагностики;
- отказ любого клиента не приводит к отказу остальных.
Недостатки сети со звездообразной топологией:
- при отказе центрального концентратора становится неработоспособной вся сеть;
- все клиенты должны соединяться с центральной точкой, это увеличивает расход кабеля и стоимость сети.
Ряд фирм используют линейную топологию сети (рисунок 22) для организации связи между Линейными Пунктами (ЛП).
Рисунок 22 – Линейная топология сети
Преимущества сети слинейной топологией:
- небольшой расход кабеля для соединения всех клиентов.
Недостатки сети слинейной топологией:
- самая низкая надежность сети (при отказе одного клиента дальняя часть сети оказывается неработоспособной);
- пропускная способность ограничивается на участке Клиент1 - Сервер, кроме всего прочего на данном участке информационный поток будет Si.
Надо отметить, что в системе ДЦМ - Дон использовалась уже линейная структура с программно - аппаратным кольцеванием, хотя в данной системе были существенные недостатки, но на конец 80-х такая организация была прогрессивной, а заложенные принципы используются в настоящее время.
Рисунок 23 – Топология сети
“Кольцевая” - топология нашла наибольшее распространение при организации связи на железнодорожном участке (рисунок 23).
Преимущества сети скольцевойтопологией:
- более высокая надежность работы сети по сравнению с “линейной” топологией, т.к. для отказа участка сети необходим двойной отказ;
- небольшой расход кабеля для соединения всех клиентов.
Недостатки сети с кольцевой топологией:
- необходимость кольцевания сети;
- кольцевую сеть труднее диагностировать;
- добавление или удаление клиента вынуждает разрывать сеть.
В данной комплексной системе поддерживаются все известные виды организаций связи. Связь организуется по географическому и иерархичному принципу.
Для организации сети на уровне Дороги применяется “Иерархичная -многоуровневая” топология, которая дает максимально возможную надежность и наибольшую пропускную способность сети. Схема организации данной сети представлена на рисунке 16.
Рисунок 24 – Иерархическая топология
Для наглядности в таблице 2 приведена сравнительная характеристика различных топологий связи.
Таблица 2
Наименование топологии | Преимущества | Недостатки |
Топология “Звезда” | Такая сеть допускает простую модификацию и добавление клиентов, не модифицируя остальные ее части. Если возможности центрального концентратора будут исчерпаны, его следует заменить на устройство с большими возможностями, например, с большим числом портов. Центральный концентратор звездообразной сети удобно использовать для диагностики. Отказ любого клиента не приводит к отказу остальных. | При отказе центрального концентратора становится неработоспособной вся сеть. Все клиенты должны соединяться с центральной точкой, это увеличивает расход кабеля и стоимость сети. |
Линейная топология | Небольшой расход кабеля для соединения всех клиентов. | Самая низкая надежность сети. При отказе одного клиента дальняя часть сети оказывается неработоспособной. Пропускная способность ограничивается на участке Клиент 1 – Сервер, кроме всего прочего на данном участке информационный поток будет равен сумме Si. |
Кольцевая топология | Более высокая надежность работы сети по сравнению с “линейной” топологией, т.к. для отказа участка сети необходим двойной отказ. Небольшой расход кабеля для соединения всех клиентов. | Небольшой расход кабеля для соединения всех клиентов необходимость кольцевания сети. Кольцевую сеть труднее диагностировать. Добавление или удаление клиента вынуждает разрывать сеть. |
Гибридная топология | Все преимущества предыдущих топологий. | Сложность программного обеспечения в части управления маршрутизацией. |
Иерархическая многоуровневая топология | Все преимущества предыдущих топологий. Самая отказоустойчивая топология. | Сложность программного обеспечения в части управления маршрутизацией. |
Теперь
Для компьютерных систем связи очень важно правильно выбрать протокол обмена в сети. Для данной системы используется собственный протокол обмена в сети.
Использование собственного протокола обмена не является прихотью разработчиков - сделать систему максимально закрытой, а обусловлено высокими требованиями к передачи данных в системах реального времени.
При создании протокола рассматривались протоколы ряда подобных систем, а также использовался опыт передовых зарубежных фирм создающих системы телекоммуникации реального времени, в частности протокол обмена FLEET для ОС реального времени QNX - лидера в создании систем РВ.
Рассмотрим организацию протокола обмена:
- протокол обмена имеет двух уровневый стек протоколов:
- транспортный уровень;
- уровень нижнего уровня обмена “точка – точка”.
Рассмотрим организацию данных транспортного протокола.
Одним из критериев организации заголовка был минимальный размер, для улучшения отношения (длина заголовка)/(длина сообщения), что сильно влияет на трафик сети.
Дата добавления: 2014-12-02; просмотров: 1283;