Устройство для подключения сетевых станций Советский патент 1991 года по МПК G06F15/16 

о

4 О

О

1

10

20

25

31640707

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при формировании архитектуры кольцевой локальной сети ЭВМ.

Целью изобретения является повыение скорости и надежности передачи информации в кольцевой локальной сети.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; а фиг, 2 - узел распределенной цепи управления (содержит несколько адаптеров); на фиг, 3 - варианты подключения адаптеров; на фиг. 4 - виды конфигурации сети: разделенные кольца (а); петля (б) и объединенное кольцо (в).

Устройство содержит первый преобразователь 1 сигналов в код Манчестер II, первый мультиплексор 2, первый преобразователь 3 кода Манчестер II в сигнал, узел распределенной цепи правления 4, первый 5 и второй 6 лементы гальванической развязки, элемент И 7, второй преобразователь 8 сигналов в код Манчестер II, второй мультиплексор 9, второй преобразователь 10 кода Манчестер II в сигнал . и первую 11 и вторую 12 линии управления.

Узел распределенной цепи управления (фиг, 2) содержит п сетевых адаптеров 13, каждый из которых состоит из первого 14 и второго 15 элементов гальванической развязки, первого 16, второго 17 и третьего 18 элементов И, первого элемента ИЛИ 19, первого элемента НЕ 20, четвертого 21 и пятого 22 элементов И, второго элемента НЕ 23, шестого элемента И 24, второго 25, третьего 26 и четвертого 27 элементов ИЛИ, седьмого 28 и восьмого 29 элементов И третьего элемента НЕ 30 и блока обработки 31,

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии, когда узел распределенной цепи управления 4 не активирован, управляемая часть (ретранслятор) обеспечивает замыкание моноканала в основном кольце и в кольце подсети, т.е. в основном кольце информация проходит через преобразователь 1, мультиплексор 2 и преобра- зователь 3, а в кольце подсети - через преобразователь 8, мультиплексор 9 и преобразователь 10. Устройство ретрансляции представляет собой узел

ме ле т об т по ад ны уд в во ле

15 вы во

р ни ди

сл пи це не ни в но те

30 ре 5 з ти ни во ко ко л ад р пр р к 2

45 1 э

35

40

50

0

5

межсетевой коммутации. Система управления таким узлом распределена в адаптерах одной из коммутируемых сетей (подсети), Другая сеть как бы образована из переменного множества таких подсетей. В их числе возможны подсети, содержащие один или более адаптеров, которые постоянно -включены в контур основного кольца. Для удобства адаптерам подсети присваивают адреса от А„ до AntmB порядке возрастания по звеньям узла распределенной цепи управления, начиная от

выходов ретранслятора (т - количество адаптеров в подсети) (фиг. 3).

Устройство может обеспечивать образование трех видов сети; разделение колец; образование петли; объединение колец (фиг, 4).

Каждый сетевой адаптер и ретранслятор имеют независимые источники питания. Поэтому узел распределенной цепи управления, образованный соединением всех адаптеров подсети по линиям 11 и 12, содержит элементы гальванической развязки, С помощью обратной связи, соединяющей последний адаптер в цепи () с первым (Ап) че0 рез элементы гальванической развязки 5 и 6 ретранслятора линии управления замкнуты в кольцо. Состояние готовности узла распределенной цепи управления устанавливается сигналами Готово (вых. 2 блока 31) и управляющей комбинацией УКГ-вых. 3 и вых, 4, когда все соединения в узле распределенной цепи управления целы и все адаптеры включены. В первом адаптере состоянием О сигнала Готов запрещена передача входных сигналов через элементы И 16, 17 и с выходов блока 31 обработки через элементы И 18, 22, 28, элементы ИЛИ 19, 25, линии

5 11 и через элементы ИЛИ 26, И 29 линии 12 передается . В остальных адаптерах 1 состоянием сигналов Готов и обеспечивается передача входной комбинации 10 через элементы 14, 16, 19, 22, 25, 28 и через элементы 15, 17, 26, 29 на выход. В результате состояние 1 линии 11 определяет готовность адаптеров подсети к взаимодействию, а состояние О линии 12 передается в ретрансляторе через элемент 6 на мультиплексор 9 и через элемент 7 на мультиплексор 2. Ретранслятор сохраняет исходную конфигурацию сети, т.е.

5

0

0

разделение колец. Адаптеры подсети могут работать в режиме автономного взаимодействия. Узел распределенной цепи управления выполнен так, что состояние его линий 11 и 12 на выходе последнего адаптера с адресом An+m является результатом действия совокупности факторов.

Во-первых: целостность соединений между всеми звеньями узла распределенной цепи управления и наличие питания в каждом звене действуют в случаях нарушения независимо от управляющих сигналов с блоков обработки.

Во-вторых: передача исходной УК 10 в первом адаптере с выходов блока обработки, в остальных - с входа на выход обеспечивается установкой сигнала Готов на все время включения в первом адаптере в состояние О, в остальных - 1.

В-третьих: передача активирующих УК с блока обработки любого адаптера возможна лишь при наличии указанных выше условий в каждом звене.

Совокупное действие состояния входов линий II и 12 и соответствующих разрядов УК для всех адаптеров, кроме первого, в узле распределенной цепи управления отражено в таблице. В первом адаптере УК передается на выход независимо от состояния на входе.

Когда любому из абонентов подсети необходимо установить взаимодействие с внешним абонентом, с блока обработки передается , Передача 1 через элемент И 22 на выход линии 11 запрещается сигналом с элемента И 21, На выход линии 12 передается 1 через элементы ИЛИ 26 и И 29. На управ- ляющий вход мультиплексора 2 переда- ется 0м через элемент 5 и элемент И 7, а на управляющий вход мультиплексора 9 - 1 через элемент 6, Моноканал основного кольца остается замкнутым, а кольцо подсети разрывается и информация передается из основного кольца через преобразователь 1, мультиплексор 9 и преобразователь 10. Образована конфигурация петли. Адаптеры подсети могут анализировать состояние канала основного кольца, принимать и обрабатывать передаваемую по нему информацию.

В период между передачей кадров в основном кольце, когда исключена опасность сбоя, блок обработки вырабатывает , Эта комбинация пере-

0

5

0

дается на1 выходы данного адаптера через элементы И 24, 28 и ИЛИ 25 и через элементы ИЛИ 26 и И 29. Согласно таблице эта комбинация подается на вход ретранслятора без изменения. С выхода элемента И 7 сигнал совпадения 1 подается на управляющий вход мультиплексора 2. Основное кольцо разрывается. Информация из кольца подсети передается через преобразователь 8, мультиплексор 2 и преобразователь 3. Образована конфигурация объединенных колец.

Для того, чтобы такое же взаимодействие можно было установить по инициативе внешнего абонента, для первого в подсети адаптера предусмотрена возможность параллельного приема информации блоком обработки по дополнительному каналу из канала основного кольца через преобразователь 1,

Первый в подсети адаптер анализирует состояние входов узла распреде- 5 ленной цепи управления. Если подсеть находится в режиме автономного взаимодействия, то блоком обработки анализируется адресная часть кадров, принимаемых по дополнительному каналу.

Когда такой кадр адресован к любому из адаптеров подсети, первый адаптер прерывает процесс автономного взаимодействия и на время повторной передачи кадра внешним абонентом образует конфигурацию петли. После приема этого кадра адаптер-адресат обеспечивает объединение колец. Взаимодействия абонентов подсети возобновляются на общих основаниях в пределах объединенного кольца.

В конце сеанса связи с внешним абонентом блок обработки адаптера, передавшего (принимавшего) последний кадр, переводит узел распределенной цепи управления в исходное состояние. Восстанавливаются связи разделяемых ко- , лец. Процесс внутринних взаимодей- i ствий продолжается в рамках подсети.

Дня различных абонентов подсети 0 внешние соединения могут устанавливаться в различные моменты времени и различаться по продолжительности. Поэтому конфигурация объединенных колец будет сохраняться, пока хотя бы одно соединение из ранее установленных остается не разорванным,

Восстановить разделение колец может любой адаптер подсети в случае обнаружения неисправности по резуль-

0

5

0

5

5

татам анализа диагностической информации. Елок обработки устанавливает, при этом в 0м сигнал Готов и УК

00. Состояние 00 линий П и 12

передается следующим адаптером через элементы 14 16, 19 и элементы 15, 17 на элемент ИЛИ 27, с выхода которого - на элементы И 28 и 29, вырабатывается сигнал запрета. Независи- мо от установленной блоком обработки УК выходы линий 11 и 12 будут иметь состояние 00. Такой же результат будет и в случаях любого обрыва узла распределенной цепи управления или обесточивания хотя бы одного из ее звеньев.

Для постоянного подключения группы адаптеров (отдельного адаптера) к основному кольцу через ретрансля- тор блок обработки во включенном состоянии должен удерживать с 1 сигнал Готов и . В случаях появления неисправностей, указанных выше, разделение колец восстанавливает- ся так же, как при управляемом подключении .

В режиме автономного взаимодействия первый адаптер подсети анализирует адресную часть сообщений, при- нимаемых по дополнительному каналу. При обращении из основного кольца к адаптеру данной подсети блок обработки первого адаптера переводит подсеть на время повторного обращения в кон-, тур петли. Адаптер из состава подсети, принявший адресованное к ней повторное обращение, устанавливает- объединение колец и наращивает счетчик..

В других случаях приема сообщения в свой адрес от внешнего абонента блок обработки, определив последний кадр в соединении, уменьшает счетчик и в случае его зануления восстанавли- вает исходную конфигурацию.

При обнаружении неисправности в подсети блок устанавливает в О сигнал Готов и , выводит сообще

ние о неисправности и прекращает ра

боту.

Блок 31 обработки станции представляет собой программное устройство, предназначенное для реализации протоколов нижних уровней локальной сети. .

Блок обработки выполняет, в частности, операции по управлению ре5

JQ 15

20 25

30 40

5

35

50

-

транслятором в следующем порядке (фиг. 5).

При включении адаптеров подсети для каждого из них должна быть сформирована информация о составе подсети и определен собственный адрес. Затем организуется программный счетчик внешних соединений и устанавливается в нулевое состояние, В адаптере первого звена сигнал Готов устанавливается в О, а УК-10. В остальных адаптерах Готов 0, а .

Далее блок обработки переходит к выполнению многочисленных функций по реализации сетевых протоколов, отдельные из которых дополняются опера - циями, связанными с управлением ретранслятором.

Если нет диагностической информации о неисправностях подсети, блок переходит к передаче или к приему в зависимости от того, есть ли необходимость и возможность передавать. Если -и то и другое имеют место, то определяется принадлежность адресата - данной подсети внутреннему адресату, сообщение передается сразу. Перед тем как передать сообщение внешнему адресату, образуется конфигурация петли, прослушивается канал основного кольца и при отсутствии передачи в нем осуществляется объединение колец.

Если доступ к каналу основного кольца сразу не разрешен, блок обработки переходит в режим приема. При возврате в режим передачи достаточно лишь обеспечить доступ к каналу.

Когда сообщение передано и это было первое сообщение внешнему адресату, счетчик внешних соединений наращивается на 1, Если передан послед- ний кадр во внешнем соединении, то счетчик убавляется на 1. При зануле- нии счетчика блок восстанавливает исходную конфигурацию,

Формула изобретения

f. Устройство подключения сетевых станций, содержащее первый и второй преобразователи сигналов и код Манчестер ЗД, первый и второй преобразователь кода Манчестер II в сигнал, первый и второй мультиплексоры, причем вход первого преобразователя сигналов в код Манчестер II и выход первого преобразователя кода Манчестер II в сигнал являются информационны-

ми входом и выходом устройства соответственно, выход первого преобразователя сигналов в код Манчестер II подключен к первому информационному 5 входу первого мультиплексора, выход которого соединен с входом первого преобразователя кода Манчестер II в сигнал, выход второго преобразователя сигналов в код Манчестер II под- 10 ключей к первому информационному входу второго мультиплексора, выход которого соединен с входом второго преобразователя кода Манчестер II в сигнал, отличающееся тем, что,15 с целью повышения скорости и надежности передачи информации в кольцевой локальной сети, в него введены узел распределения цепи управления, первый и второй элементы гальванической раз- 20 вязки и элемент И, причем выход первого преобразователя сигналов в код Манчестер П подключен к информационному входу основного канала узла распределенной цепи управления и к второму информационному входу второго мультиплексора, выход второго преобразователя кода Манчестер II в сигнал подключен к информационному входу канала подсети узла распределенной 30 цепи управления, информационный выход канала подсети которого соединен с входом второго преобразователя сигналов в код Манчестер II, выход кото-

25

ного каната, информационным входом канала подсети первого сетевого адаптера и первым и вторым управлякщим входом и информационным выходом канала подсети n-го сетевого адаптера соответственно, первый и второй управляющие выходы, информационный выход канала подсети i-ro сетевого адап тера (,...n-l) соединены с первым и вторым управляющими входами и инфо мационным входом канала подсети (i+ +l)-ro сетевого адаптера соответстве но.

2, Устройство по п. отлич ющееся тем, что сетевой адаптер содержит первый и второй элементы гальванической развязки, с первого по восьмой элементы И, с первого по четвертый элементы ИЛИ, первый, второй и трети элементы НЕ и блок обработки, причем первый и второй управляющие входы и выходы адаптера соединены с входами первого и второго элементов гальванической развязки и выходами седьмого и восьмого элементов И соответственно, информационные вход основного канала, вход и выход канала подсети адаптера, соединенные первым и вторым информационными входами и выходом блока обработки, выходы первого и второго элементов гальванической развязки подключены к первым входам первого и второго элементов И и к перво-

рого подключен к второму информацией- 35 и БТ°РОМУ управляющим входам бло-

ка обработки соответственно, выход готовности блока обработки соединен со вторыми входами первого и второго элементов И и через первый элемент НЕ с первыми входами третьего элемента И и четвертого элемента ИЛИ, выход первого элемента И подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом пятого элемента И и с вторым входом четвертого элемента ИЛИ, выход пятого элемента И соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу седьмого элемента И, выход второго элемента И подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ, к третьему входу четвертого элемента ИЛИ и через второй элемент НЕ к первому входу четвертого элемента И, выход которого соединен с вторым входом пятого элемента И, выход третьего элемента ИЛИ подключен к первому входу восьмого элемента И, выход четвертого

ному входу первого мультиплексора, первый и второй управляющие выходы узла распределенной цепи управления подключены к входам соответственно первого и второго элементов гальвани- ческой развязки, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам элемента И и к первому и второму управляющим входам узла распределенной цепи управления, выход элемента И и выход второго элемента гальванической развязки подключены к управлякщим входам первого и второго мультиплексоров соответственно, при этом узел распределенной цепи управле ния содержит п сетевых адаптеров, первый и второй управляющие входы, информационный вход основного канала, информационный вход канала подсети, первый и второй управляющие выходы, информационный выход канала подсети узла распределенной цепи управления являются первым и вторым управляющими входами, информационным входом основ-

5 0 5 0 0

5

ного каната, информационным входом канала подсети первого сетевого адаптера и первым и вторым управлякщим входом и информационным выходом канала подсети n-го сетевого адаптера соответственно, первый и второй управляющие выходы, информационный выход канала подсети i-ro сетевого адаптера (,...n-l) соединены с первым и вторым управляющими входами и информационным входом канала подсети (i+ +l)-ro сетевого адаптера соответственно.

2, Устройство по п. отличающееся тем, что сетевой адаптер содержит первый и второй элементы гальванической развязки, с первого по восьмой элементы И, с первого по четвертый элементы ИЛИ, первый, второй и третий элементы НЕ и блок обработки, причем первый и второй управляющие входы и выходы адаптера соединены с входами первого и второго элементов гальванической развязки и выходами седьмого и восьмого элементов И соответственно, информационные вход основного канала, вход и выход канала подсети адаптера, соединенные первым и вторым информационными входами и выходом блока обработки, выходы первого и второго элементов гальванической развязки подключены к первым входам пер вого и второго элементов И и к перво-

35 и БТ°РОМУ управляющим входам бло-

4045 ед

5

ка обработки соответственно, выход готовности блока обработки соединен со вторыми входами первого и второго элементов И и через первый элемент НЕ с первыми входами третьего элемента И и четвертого элемента ИЛИ, выход первого элемента И подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом пятого элемента И и с вторым входом четвертого элемента ИЛИ, выход пятого элемента И соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу седьмого элемента И, выход второго элемента И подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ, к третьему входу четвертого элемента ИЛИ и через второй элемент НЕ к первому входу четвертого элемента И, выход которого соединен с вторым входом пятого элемента И, выход третьего элемента ИЛИ подключен к первому входу восьмого элемента И, выход четвертого

11

элемента ИЛИ соединен с вторыми входами седьмого и восьмого элементов .И, первый, управляющий выход блока обработки подключен к второму йходу третьего элемента И и к первому входу шестого элемента И, второй управляющий выход блока обработки соединен с вторыми входами четвертого элемента

И, третьего элемента ИЛИ и шестого элемента И, выход которого подключен к второму входу второго элемента ИЛИ и через третий элемент НЕ к третьему входу третьего элемента И, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при формировании архитектуры кольцевой локальной сети ЭВМ, Цель изобретения - повышение скорости и надежности передачи информации в кольцевой локальной сети. Для этого в устройство, содержащее две цепочки из последовательно соединенных преобразователей 1, 8 сигналов в код Манчестер П, мультиплексоров 2, 9 и преобразователей 3, 10 кода Манчес- , тер П в сигнал, дополнительно введены два элемента 5, 6 гальванической развязки, элемент И 7 и узел распределенной цепи управления 4. Вход и выход первой цепочки являются соответственно информационными входом Sf и выходом S устройства. Из состава сети выделяются автономно действующие подсети. Изменение состава и конфигурации сети осуществляется автоматически, без разрушения текущих сетевых процессов, 1 табл., 5 ил. (Я

Г

I

с блока

1ч

I 1 Я

JL

Фиг. 2

IL.JT

Р2

Станция сетевая

Ретранслятор

а)

Нанал грцпподого Включения Цепь управления

подсети

Фиг.З

б) Фиг. 4

в)

( Начало )

Нет

Фиг 5