Структура сети ЭВМ и её подсистемы - сети обмена данными (СОД). Основные определения и системные требования к СОД (стр. 3 )

5.1. Выбор ОС

5.1.1. Следующая задача, возникающая при проектировании ПО, это выбор операционной среды или комплекса управляющих программ.

Напомню, АЦКП это система, управляемая прерываниями, обрабатывающая интенсивный трафик пакетов с обязательным выполнением ВВХ доведения, а задачи коммутации – параллельные, асинхронные, взаимосвязанные процессы. АЦКП – это практически система, работающая в реальном масштабе времени.

Особенность организации ВП в АЦКП:

1) в универсальных многозадачных системах ЗДЧ разных пользователей независимы друг от друга, формализуются при вводе в терминах командного языка (языка управления заданиями) данной ОС, а после решения покидают систему;

2) задачи, решаемые в ЭВМ АЦКП удобно формализовать как постоянно существующие и взаимосвязанные выполняемые процессы, соответствующие этапам обработки пакетов. Действительно, определенные нами ранее ЗДЧ подсистемы коммутации (и др. подсистем) постоянно существуют на АЦКП. Выполняющие их программы вводятся при начальной загрузке и инициализации ПО АЦКП и не покидают систему, пока она работает.

Для термина «Процесс» здесь и далее используем неформальное его определение (хотя есть строгие формальные определения) как работы (обработки), которую совершает ЦП над данными определённой программы для решения определенной ЗДЧ. Процесс – это решение ЗДЧ во времени, которое требуется центральному процессору.

5.1.2. Кроме того, сейчас модно исплз термины «поток» или «нить» считая, что все потоки одного процесса используют общие файлы, таймеры, устройства, одно и то же адресное пространство, одну и ту же область ОП, т е они исплз одни и те же глобальные переменные. Можно сказать так: процесс – это коммутация, потоки – приём, сборка, выбор маршрута и т д.

На АЦКП каждый этап обработки пакета (задача, нить), повторяясь для всех коммутируемых пакетов, реализует некоторый частный этап процесса коммутации (приёма БЛ, сборки ДТГ и т д). Совокупность этих частных процессов с учётом их приоритетности определяет вычислительный процесс на АЦКП. С учётом сказанного в дальнейшем термины «процесс» и «решение задачи» (ЗДЧ) будем считать равноправными.

Или так – в современных ОС наряду с управлением процессами нужен (это, видимо, в чем-то вопрос терминологии?) другой механизм распараллеливания вычислений, который учитывал бы тесные связи между отдельными ветвями вычислений одного и того же процесса. Для этих целей вводится механизм многопоточной обработки (multithreading). Термины «поток» и «нить» эквивалентны. ОС распределяет процессорное время между потоками.

Процессы на АЦКП существуют в ЦЭВМ параллельно и являются взаимосвязанными, т к они исплз общие системные ресурсы и могут активизировать друг друга (например, «Сборка» → «Выбор маршрута»). Процессы являются асинхронными, т к активизируются с помощью прерываний, формируемых при наступлении случайных событий: окончание операций ввода-вывода, сигналы таймера и т. д.

6. ОБЩИЙ АЛГОРИТМ КОММУТАЦИИ ДТГ (ПАКЕТОВ)

6.1. Обработка пакета

6.1.1. Построим общий алгоритм коммутации пакетов средствами ПО в центральной ЭВМ (рис. 6.1. –РИС. рассмотреть позднее).

М б вначале общий процесс из СРВ?

Будем считать, что выполняющие обработку ДТГ программы подразделяются на 2 группы: управляющие программы (УП) и задачи (см. выше). УП отличаются от ЗДЧ тем, что они запускаются непосредственно при получении прерываний. Отметим, что в ВП могут быть участки, когда прерывание, поступившее на вход ЦП не начинает немедленно обрабатываться, т к например, в этот момент ЦП обрабатывает предыдущее прерывание и была установлена маска (флаг), защищающая от приёма следующего прерывания. Тем не менее такое прерывание запоминается на входе ЦП и обрабатывается позднее. УП имеют высший приоритет, при этом прерывания, оповещающие о возникновении аварийных ситуаций ( от схем аппаратного контроля) не маскируются и могут прерывать другие УП, не аварийного характера, например, от устройств ввода-вывода.

Задачи имеют приоритеты, меньшие, чем УП. При этом каждая ЗДЧ имеет свой приоритет и приоритеты у разных ЗДЧ – разные.

6.1.2. Обмен между ЦЭВМ и КК производиться на уровне ЛБ. При заполнении буфера приёма и сборки линейного блока из ФБ, ЛБ переписывается в кольцевой буфер КК. Далее КК посылает прерывание в ЦП. Обрабатывая это прерывание, УП «Диспетчер прерываний (ДПР) запускает задачу (ЗДЧ) ПРИЁМ. Все активизации и запуски задач, а также выполнение завершения работы задач выполняются управляющей программой ДИСПЕТЧЕР ЗАДАЧ (ДЗД). ПРИЁМ заказывает у диспетчера распределяемой оперативной памяти (ДОП) область ОП и обращается к драйверу ввода-вывода (ДВВ). ДВВ через окно доступа к памяти КК переписывает ЛБ в память ЦЭВМ. ЛБ имеют в концевике значение КС и циклический № (Ц№) свой для каждой КС. Ц№ является идентификатором ЛБ, он позволяет обнаруживать возможные потери ЛБ и создавать упорядоченную последовательность ЛБ по каждой КС. Ц№ изменяется в некоторых заранее установленных пределах (так называемое окно), например, 1 –7Е, что занимает 7 бит. Оставшееся значение 7F используется для кодирования служебных пакетов.

6.1.3. ЛБ передаётся ЗДЧ «Сборка». Если ей удаётся построить упорядоченную по Ц№ последовательность блоков одной КС так, что 1-й блок содержит символ начала заголовка (НЗ), а последний – символ конца передачи (КП), то сборка ДТГ завершена. Неупорядоченные ЛБ заносятся в свои очереди (например, если следом за ЛБ с Ц№ 9 приняли ЛБ с Ц№ 11, то он будет неупорядоченным и сборка его продолжится после того, как будет принят ЛБ Ц№ 10). Напоминаем, что в частном случае ДТГ м б одноблочной.

После сборки ДТГ будет сформирована квитанция (КВ) для последующей отправки её получателю (в данном случае она будет содержать № 9). В соответствии с протоколом принято, чтобы КВ подтверждала, что вся предыдущая последовательность БЛ является упорядоченной (включающая КВ). Это позволяет, вообще говоря, выдавать КВ не за каждую собранную ДТГ, а реже, например, через некоторые интервалы времени. КВ будет передана задаче «Выдача» (ВДЧ) для её выдачи отправителю в соответствии с принятым алгоритмом (немедленно или позже, возможно в составе какого-либо ЛБ дейтаграммы, посылаемой отправителю). Всё это позволяет экономить время ЦП и уменьшать загрузку КСВ.

6.1.3. ЗДЧ «Сборка» создаёт также формуляр (ФРМ) ( или паспорт) ДТГ, содержащий ряд данных, необходимых для дальнейшей обработки и для запоминания данных, формируемых в процессе, например, НС и время прихода ДТГ, адрес 1-го блока, количество блоков в ДТГ. В ФРМ резервируется место для записи в дальнейшем номеров НС, в которые после выбора маршрута будут выдаваться блоки и для номеров НС, из которых будут приходить квитанции от получателей.

ЛБ одной ДТГ в общем случае будут расположены в несмежных областях ОП, т е при перестановке их в некоторую очередь не будет тратиться время на их пересылки в ОП, как было бы в случае их слитного расположения. При дальнейшей обработке ФРМ и БЛ также не перемещаются, а лишь корректируются адреса связи (АСВ). Получим следующую структуру:

ФРМ содержит два АСВ: на 1-йЛБ своей ДТГ и на ФРМ следующей ДТГ;

1-й ЛБ содержит АСВ на следующий ЛБ;

2-й ЛБ содержит АСВ на следующий ЛБ;

АСВ в последнем ЛБ данной ДТГ равен нулю.

6.1.4. Собранные ДТГ передаются задаче ВЫБОР для определения маршрута следующей передачи (для каждой КС существует своя очередь или своя ЗДЧ ВЫБОР). Но сначала ДТГ проходит строгую проверку корректности формата: наличия разделителей, правильности адресов, полномочий отправителя (и получателя) передавать (принимать) данный тип ДТГ (вид сообщения) и т д. Проверяются в основном параметры в заголовке и их соответствие параметрам в САТ. Если ДТГ многоадресная, то может потребоваться её передача в несколько исходящих НС. В этом случае создаются копии ДТГ. При этом в каждой ДТГ нужно указать, в интересах каких абонентов посылается копия в данное НС. Если этого не сделать, то следующий АЦКП будет вести маршрутизацию для всей совокупности адресатов, вновь создавать копии ДТГ для выдачи в разные НС …… начнётся лавинообразное размножение ДТГ.

Далее с использованием ранее подготовленных маршрутных таблиц (МТ) выбирается кратчайший путь доведения ДТГ до получателя, и она переводится в очередь на выдачу в выбранное исходящее НС. При этом м б активизирована и ЗДЧ ВЫДАЧА.

Следует отметить, что МТ могут формироваться двумя способами: статические таблицы и динамические МТ. Статические МТ формируются на этапе поставки ПО на АЦКП администратором сети и далее не меняются или могут быть заменены только путём повторной инсталляции ПО. Динамические МТ вначале формируются также на этапе поставки и далее пересчитываются при возникновении изменений с сети, причём их пересчёт производится без прекращения функционирования АЦКП.

6.1.5. Функция построения маршрутных таблиц (МТ) отделена от функции определения маршрута передачи ДТГ. Есть 2 варианта передачи ДН в интересах корректировки маршрутных таблиц:

1) передаются сами маршрутные таблицы, но только соседям (далее после первой передачи МТ могут передаваться только изменения в МТ);

2) таблицы рассчитываются на основании сетевой информации (СИ), получаемой на АЦКП в составе служебных сетевых блоков. СИ формируется, пересылается и обрабатывается каждым АЦКП. Формирование производится в случаях:

- если АЦКП обнаружил отказ подключенного к нему КСВ или восстановление ранее отказавшего КСВ;

- если в АЦКП изменились длины контролируемых очередей на выдачу. При этом фиксируется не любое изменение, а переход через некоторый порог (пороги). СИ доводится данным АЦКП до всех других АЦКП и он, соответственно, получает СИ от всех других АЦКП сети. Такой механизм обеспечивает возможность распределённой, динамической маршрутизации на каждом АЦКП с адаптацией к текущему состоянию сети: исправности и загруженности её отдельных элементов. Мы будем рассматривать 2-й вариант (СИ).

МТ могут иметь примерно следующий вид:

Номер АЦКП	Номер исходящего НС на данном АЦКП	Ожидаемое время доведения сек
2	7	3
3	1	4
4	2	5
5	4	2

6.1.6. Если в выбранном для передачи НС есть незапущенные КСВ или есть свободные буферные зоны в кольцевом буфере КК, то ВЫДАЧА запускает ДВВ для переписи блока самой приоритетной ДТГ в КК. При этом указывается № КСВ, адрес блока и его длина.

Если некоторый ЛБ уже передаётся контроллером, то его передача не прерывается. То есть если передаётся некоторая ДТГ, и потребовалось начать передачу другой ДТГ более высокой КС, то её блок начнёт передаваться только после завершения передачи текущего БЛ (приоритетность занятия КСВ реализуется на уровне ЛБ).

Выходные очереди в ЗДЧ ВЫДАЧА формируются отдельно по каждой КС. Очередь продвигается, когда КК передаст очередной блок, освободит буфер передачи и пошлёт об этом прерывание в ЦЭВМ (давай следующего!).

6.1.7. Если все ЛБ данной ДТГ переданы, то она перемещается в ОЧ ожидания квитанций (ОКВ). Напомним, что корректируется только адреса связи в управляющем слове очереди – устанавливается ссылка на ФРМ. После того, как на АЦКП будут получены КВ от всех получателей ДТГ, она проверяется на необходимость регистрации. Транзитные пакеты или не регистрируются или регистрируется ограниченный объём ДН (как правило, заголовок и основные сведения из ФРМ). ДТГ, адресованные данному АЦКП пунктом управления и другими АЦКП и некоторые важные ДТГ регистрируются в системном журнале полностью (с текстом). После регистрации пакет удаляется из ОЧ, занимаемая ОП (сама ДТГ, ФРМ и управляющие слова, если они были) освобождаются. Используя зарегистрированные ДН далее можно получить различные справки и отчёты.

6.1.8. Кроме того, в процессе обработки ДТГ могут выполняться действия по её резервированию и по резервированию других данных. Они рассматриваются отдельно.

6.2. Буферизация ДТГ

При функционировании сети возникают случаи отсутствия пути к одному или нескольким абонентам-получателям. ДТГ в этих случаях переводится в очередь на буферизацию и далее храниться в буфере или на диске или в ОП. Считывание с диска производится или при поступлении сетевой информации о восстановлении связности в сети (восстановился некоторый КСВ) или через заданный интервал времени. Можно договориться считать «отсутствием пути» не только физический разрыв возможных путей доведения, но и перегрузку тех АЦКП, через которые можно довести ДТГ, если суммарные временные задержки доведения превышают допустимую величину. Это разумное решение, т к оно позволяет исключить дальнейшее увеличение перегрузки.

11. Функции операционной системы. Выбор ОС. Специализированный мультизадачный диспетчер.

Основные функции:

Выполнение по запросу программ (ввод и вывод данных, запуск и остановка других программ, выделение и освобождение дополнительной памяти и др.). Загрузка программ в оперативную память и их выполнение. Стандартизованный доступ к периферийным устройствам (устройства ввода-вывода). Управление оперативной памятью (распределение между процессами, организация виртуальной памяти). Управление доступом к данным на энергонезависимых носителях (таких как жёсткий диск, оптические диски и др.), организованным в той или иной файловой системе. Обеспечение пользовательского интерфейса. Сохранение информации об ошибках системы.

Дополнительные функции:

Параллельное или псевдопараллельное выполнение задач (многозадачность). Эффективное распределение ресурсов вычислительной системы между процессами. Разграничение доступа различных процессов к ресурсам. Организация надёжных вычислений (невозможности одного вычислительного процесса намеренно или по ошибке повлиять на вычисления в другом процессе), основана на разграничении доступа к ресурсам. Взаимодействие между процессами: обмен данными, взаимная синхронизация. Защита самой системы, а также пользовательских данных и программ от действий пользователей (злонамеренных или по незнанию) или приложений. Многопользовательский режим работы и разграничение прав доступа (см. аутентификация, авторизация).

5.1. Выбор ОС

5.1.1. Следующая задача, возникающая при проектировании ПО, это выбор операционной среды или комплекса управляющих программ.

Напомню, АЦКП это система, управляемая прерываниями, обрабатывающая интенсивный трафик пакетов с обязательным выполнением ВВХ доведения, а задачи коммутации – параллельные, асинхронные, взаимосвязанные процессы. АЦКП – это практически система, работающая в реальном масштабе времени.

Особенность организации ВП в АЦКП:

1) в универсальных многозадачных системах ЗДЧ разных пользователей независимы друг от друга, формализуются при вводе в терминах командного языка (языка управления заданиями) данной ОС, а после решения покидают систему;

2) задачи, решаемые в ЭВМ АЦКП удобно формализовать как постоянно существующие и взаимосвязанные выполняемые процессы, соответствующие этапам обработки пакетов. Действительно, определенные нами ранее ЗДЧ подсистемы коммутации (и др. подсистем) постоянно существуют на АЦКП. Выполняющие их программы вводятся при начальной загрузке и инициализации ПО АЦКП и не покидают систему, пока она работает.

Для термина «Процесс» здесь и далее используем неформальное его определение (хотя есть строгие формальные определения) как работы (обработки), которую совершает ЦП над данными определённой программы для решения определенной ЗДЧ. Процесс – это решение ЗДЧ во времени, которое требуется центральному процессору.

5.1.2. Кроме того, сейчас модно исплз термины «поток» или «нить» считая, что все потоки одного процесса используют общие файлы, таймеры, устройства, одно и то же адресное пространство, одну и ту же область ОП, т е они исплз одни и те же глобальные переменные. Можно сказать так: процесс – это коммутация, потоки – приём, сборка, выбор маршрута и т д.

На АЦКП каждый этап обработки пакета (задача, нить), повторяясь для всех коммутируемых пакетов, реализует некоторый частный этап процесса коммутации (приёма БЛ, сборки ДТГ и т д). Совокупность этих частных процессов с учётом их приоритетности определяет вычислительный процесс на АЦКП. С учётом сказанного в дальнейшем термины «процесс» и «решение задачи» (ЗДЧ) будем считать равноправными.

Или так – в современных ОС наряду с управлением процессами нужен (это, видимо, в чем-то вопрос терминологии?) другой механизм распараллеливания вычислений, который учитывал бы тесные связи между отдельными ветвями вычислений одного и того же процесса. Для этих целей вводится механизм многопоточной обработки (multithreading). Термины «поток» и «нить» эквивалентны. ОС распределяет процессорное время между потоками.

Процессы на АЦКП существуют в ЦЭВМ параллельно и являются взаимосвязанными, т к они исплз общие системные ресурсы и могут активизировать друг друга (например, «Сборка» → «Выбор маршрута»). Процессы являются асинхронными, т к активизируются с помощью прерываний, формируемых при наступлении случайных событий: окончание операций ввода-вывода, сигналы таймера и т. д.

5.2. Операционные системы

Организацию ВП в СРВ подобного типа должна выполнять операционная система (среда) реального времени. От ОС РВ подобного типа требуется выполнение многозадачного режима работы с высокой реактивностью на внешние события и малым временем переключения контекста ЗДЧ. Выбор операционной среды – сложная проблема, т к некоторое время тому назад таких ОС РВ или практически не было или они были неизвестны.

АЦКП д б малообслуживаемым объектом, т е не требовать постоянного присутствия оператора (коммутация должна выполняться автоматически!) Но, следовательно, в данном случае являются излишними расходы вычислительных ресурсов ЭВМ на графический интерфейс с пользователям - Windows, UNIX.

Большое распространение в СМ и СОД, и в том числе в Интернет, получила многозадачная ОС UNIX,. Но это скорее ОС с разделением времени, чем ОС РВ. А работа сервера Интернет это и есть работа в режиме разделения времени для обслуживания группы клиентов. Здесь нет требований ВВХ. Кроме того и трафик пакетов в АЦКП м б гораздо более интенсивным. Поэтому применение ОС UNIX не является лучшим решением.

В последнее время из куста ОС типа UNIX появились 2 ОС РВ - QNX и Vx Works. Эти ОС ориентированы на применение в промышленности на объектах с быстро протекающими технологическими процессами или там, где время реакции на поступившее событие д б минимальным.

Операционная система Vx Works разработана американской фирмой Wind River. Здесь исплз технология, построенная на взаимодействии двух ЭВМ – инструментальной и целевой, соединённых или шиной ЛВС или проводом и взаимодействующих по протоколам ТСР/IP.

Инструментальная ЭВМ является по существу «фабрикой», на которой происходит разработка и компановка ОС и прикладного ПО для целевой ЭВМ. Следовательно, Vx Works является масштабируемой применительно к конструктиву и возможностям целевой ЭВМ (например, это м б одноплатный компьютер для исплз в ракете и т д ). Возможны комбинации компьютеров разных типов, т к в любом сочетании работает передача ДН по протоколам TCP/IP.

Инструментальная ЭВМ обычно мощнее, чем целевая ЭВМ и обеспечивает не только формирование ОС в целевой ЭВМ, но и дистанционную отладку и контроль вычислительного процесса в целевой ЭВМ. Результаты контроля в наглядной форме отображаются на мониторе инструментальной ЭВМ. В этой и подобных ОС используются понятия «Нить (thread)» или «Поток» (эти термины практически эквивалентны). Они следуют из того, что в современных ОС наряду с управлением процессами исплз другой механизм распараллеливания вычислений, который учитывает тесные связи между отдельными ветвями вычислений одного и того же процесса (приложения). Для этих целей вводится механизм многопоточной обработки. При этом вводится новая единица работы «Поток выполнения», а понятие «Процесс» в значительной мере меняет смысл. Между потоками ОС распределяет время ЦП, а процессу ОС назначает адресное пространство и набор ресурсов, которые совместно исплз всеми потоками процесса. То есть в подобных ОС процесс рассматривается как операционной системой как заявка на все ресурсы, кроме одного – времени ЦП. А этот важнейший ресурс распределяется ОС между другими более мелкими единицами работы – потоками (последовательностями выполнения команд).

Недостаток - при подобной организации ВП отсутствует защита от записи в ОП по некорректному адресу (в область другой программы), т к для потоков вся ОП данного процесса – общее колхозное поле. Благодаря этому сокращается время переключения ЦП между потоками, т е обеспечивается высокая реактивность на внешние события.

Но одновременно резко возрастает трудоёмкость и длительность комплексной и системной отладки ПО! Каждая новая трансляция программ любого потока может внести новые ошибки, если возникнет сбой в записи или вычислении каких либо указателей в программах.

Мы работали с Vx Works, пришлось дописать некоторые модули, но в итоге мы с ней справились.

… ДАЛЕЕ раздел 6

5.3. Специализированный мультизадачный диспетчер (комплекс управляющих программ)

5.3.1. Если имеется подходящая ОС РВ, то её можно использовать и тем самым сэкономить время и средства на разработку (нужно, однако учитывать, что и сама ОС м стоить немалых средств). Но если подходящей ОС нет или она не обеспечивает нужных функций, то можно разработать её самим. При этом, возможно, она будет более эффективной (за счёт большей специализации, т е настройки на требования данной конкретной СРВ в конкретном проекте). Так как ОС взаимодействует с тремя типами объектов: аппаратурой ВК, прикладными задачами и оператором, то при разработке её необходимо иметь очень полное и четкое описание интерфейса взаимодействия с аппаратной средой (коды прерываний, результаты работы средств аппаратного контроля и т. д.).

Отсутствие данных материалов может сделать невозможной разработку ОС.

Отметим, что рассматриваемая ОС имеет существенно сокращённый набор функций по сравнению с универсальными ОС: нет поддержки написания программ на исходном языке, компиляции, графического интерфейса и т. д. Поэтому целесообразнее рассматривать такой комплекс как мультизадачный диспетчер или комплекс управляющих программ (КУП).

5.3.2. При разработке необходимо учитывать в первую очередь перечень решаемых задач (выполняемых функций) …..

12. Функции операционной системы. Процессы линейного и сетевого уровней коммутации.

Основные функции:

Выполнение по запросу программ (ввод и вывод данных, запуск и остановка других программ, выделение и освобождение дополнительной памяти и др.). Загрузка программ в оперативную память и их выполнение. Стандартизованный доступ к периферийным устройствам (устройства ввода-вывода). Управление оперативной памятью (распределение между процессами, организация виртуальной памяти). Управление доступом к данным на энергонезависимых носителях (таких как жёсткий диск, оптические диски и др.), организованным в той или иной файловой системе. Обеспечение пользовательского интерфейса. Сохранение информации об ошибках системы.

Дополнительные функции:

Параллельное или псевдопараллельное выполнение задач (многозадачность). Эффективное распределение ресурсов вычислительной системы между процессами. Разграничение доступа различных процессов к ресурсам. Организация надёжных вычислений (невозможности одного вычислительного процесса намеренно или по ошибке повлиять на вычисления в другом процессе), основана на разграничении доступа к ресурсам. Взаимодействие между процессами: обмен данными, взаимная синхронизация. Защита самой системы, а также пользовательских данных и программ от действий пользователей (злонамеренных или по незнанию) или приложений. Многопользовательский режим работы и разграничение прав доступа (см. аутентификация, авторизация).

10. ПРОЦЕССЫ ЛИНЕЙНОГО И СЕТЕВОГО УРОВНЕЙ КОММУТАЦИИ.

10.I. Тестирование канала связи.

После окончания загрузки в АЦКП комплекса ПО состояние КСВ неизвестно, поэтому их исходное состояние в САТ обычно задаётся как неисправные. Следовательно, прежде чем начинать что-то передавать, необходимо проверить состояние КСВ и подготовить условия для передачи. Для проверки исправности каналов свя­зи нужно выполнить процедуру тестирования. Для этого сконструируем тестовые посылки, одна из которых является блоком запроса, а другая - блоком ответа.

1 1 4 байта 1

НБ	Код запроса	Уникальный идентификатор элемента сети (сетевой адрес)	КБ
а) блок запроса
НБ	Код ответа	Уникальный идентификатор элемента сети (сетевой адрес)	КБ

б) блок ответа

Рис. 10.I. Блоки запроса и ответа при тестировании каналов.

Если данный АЦКП посылает соседнему элементу сети - другому АЦКП или абоненту блок запроса, то от него должен поступить блок от­вета. Канал считается исправным, если стороны успешно обменялись тестовыми посылками. Если блок ответа не поступает, то канал переводится в режим проверки "на себя", то есть выход (передатчик) канала автоматически замыкается (шлейфуется) на вход (приёмник) своего же канала. Данная процедура повторяется несколько раз, причём шлейфование выполняется на аппаратных уровнях, всё более удаленных от канального контроллера (например, в начале на выходе на выходе контроллера, затем на выходе модема). Анализируя, на каком уровне тестирование не выполняется, можно сделать вывод о возможной причине (месте) неисправности.

Далее выполняются работы по устранению этих причин. После устранения тестирование повторяется до перехода КСВ в состояние исправности.

Если восстановился первый КСВ в составе данного НС, то надо восстановить работу НС, т е его фазирование.

10.2. Фазирование НС

Для обеспечения возможности обмена сетевыми блоками два АЦКП или АЦКП и абонент должны обменяться блоками фазировки, содержащими циклические номера тех пакетов (сетевых блоков), которые будут выданы каждым
ЭС-передатчиком первыми. Фазировка должна содержать свои циклические номера для каждой КС. Фазировка выдаётся с некоторым темпом Т. Получатель в ответ должен выдать квитанцию, содержащую те же циклические номера. Получение квитанции означает, что НС работает правильно и передатчик может начинать выдачу блоков.

Если квитанции не приходят на интервале к1Т, то направление связи бракуется. Примем к1 = 3.

Возможна ситуация, когда у одного ЭС направление отказало, а у другого нет и сопряженный элемент сети «ду­мает», что все хорошо, так как он раньше получал от данного АЦКП регулярные квитанции. Тогда следует сделать так, чтобы перед началом выдачи блока фазировки передатчиком, сопряженный элемент сети также произвел браковку НС.

Есть два пути достижения этой цели. Во-первых, можно прекратить выдачу в это НС всякой информации на время к2 Ткв, (где к2>=к1) и тогда сосед сам забракует это направ­ление. Но жалко расходовать впустую время. Поэтому предлагается второй вариант. Лучше послать на соседний элемент сети специальную служебную посылку экстренного фазирования (ЭФ). Это в сущности сообщение о сбросе - RESET. Получив такое сообщение, соседний элемент по­сылает в ответ на него квитанцию, бракует направление и начинает ту же самую процедуру фазирования. Сообщение RESET и квитанция на него имеют стандартный формат служебного сообщения фазирования, но отличаются кодом тестовой посыл­ки.

Если направление связи забраковано, но в него была очередь на выдачу, то эта очередь пакетов подлежит расформированию и возврату к задаче выбора маршрута. Однако лучше не торопиться и взвести таймер ожидания восстановления направления. В большинстве случаев через краткое время выполнения фазирования направление связи восстанавливается и лучше подождать некоторое Тож > Tфаз и только в случае неудачи возвращать пакеты на сетевой уровень.

Отказы и восстановления каналов и направлений связи обрабаты­ваются специальной задачей в канальном контроллере. Состояния НС могут обрабатываться и в ЦП.

13. Функции операционной системы. Защита от перегрузок. Учет уровня занятости памяти

Основные функции:

Выполнение по запросу программ (ввод и вывод данных, запуск и остановка других программ, выделение и освобождение дополнительной памяти и др.). Загрузка программ в оперативную память и их выполнение. Стандартизованный доступ к периферийным устройствам (устройства ввода-вывода). Управление оперативной памятью (распределение между процессами, организация виртуальной памяти). Управление доступом к данным на энергонезависимых носителях (таких как жёсткий диск, оптические диски и др.), организованным в той или иной файловой системе. Обеспечение пользовательского интерфейса. Сохранение информации об ошибках системы.

Дополнительные функции:

Параллельное или псевдопараллельное выполнение задач (многозадачность). Эффективное распределение ресурсов вычислительной системы между процессами. Разграничение доступа различных процессов к ресурсам. Организация надёжных вычислений (невозможности одного вычислительного процесса намеренно или по ошибке повлиять на вычисления в другом процессе), основана на разграничении доступа к ресурсам. Взаимодействие между процессами: обмен данными, взаимная синхронизация. Защита самой системы, а также пользовательских данных и программ от действий пользователей (злонамеренных или по незнанию) или приложений. Многопользовательский режим работы и разграничение прав доступа (см. аутентификация, авторизация).

11. Защита от перегрузок. Учет уровня занятости памяти АЦКП.

11.1. Использование «окна»

Мы видели при рассмотрении протокола сетевого уровня, что в нем име­ются механизмы управления потоками в виде неравенств, определяющих "окно по приему":

1) если в приёмнике разность номеров последнего принятого линейного блока (напоминаю, ДТГ состоит из одного или нескольких ЛБ) (№ПР) и последнего ЛБ, за который выдана квитанция (№КВ) больше или = числу ЛБ, заданному в окне по приёму, то АЦКП приёмник начинает уничтожать вновь принимаемые ЛБ. Пример: №ПР =8 или больше, №КВ=1, окно=7. Приёмник уничтожает ЛБ №8;

2) если в передатчике разность номеров последнего выданного ЛБ (№ВД) и последнего ЛБ, за который получена квитанция (№ПКВ) больше или = числу ЛБ, заданному в окне по выдаче, то АЦКП передатчик прекращает выдачу ЛБ. Пример: №ВД=9, №ПКВ=1, окно=7. Передатчик не выдаёт ЛБ №9.

Ниже описано взаимодействие нескольких АЦКП при реализации механизма управления потоками.

АЦКП 1	АЦКП 2	АЦКП 3
Выдача ЛБ № к
	получение ЛБ № к
	1. Если разность (№ПР к - №КВ i) меньше «окна ПРМ», то выдача КВ № к в адрес АЦКП 1. 2. Иначе уничтожение ЛБ № к.
1.  Получение КВ 2.  Или повтор выдачи ЛБ через заданное Т
	Выбор № НС для выдачи ЛБ (выбор маршрута)
	1. Если (№ВД к - №КВ i) меньше «окна ВДЧ», то выдача КВ № к в адрес АЦКП 1. 2. Иначе приостановка выдачи ЛБ
		1. получение ЛБ № к,
		выдача КВ
	получение КВ

Пример. Пусть АЦКП 1 выдал в АЦКП 2 ЛБ № 70. Пусть окно равно 8.