Лекция 10. Особенности лвс управления стс. Задержки передачи сообщения в лвс управления стс с шинной топологией.

Особенности ЛВС управления СТС

Особую разновидность ЛВС представляют встроенные в сложные технические системы локальные сети, предназначенные для работы в составе систем управления этими объектами.

Основной проблемой передачи данных в таких сетях является доставка за заданное минимальное время сообщения из А в В без нарушения его конфиденциальности, доступности и целостности. Доступность и целостность оцениваются достоверностью полученного сообщения чему препятствуют динамика ЛПД, шумы и помехи.

Достоверность означает, что вероятность приема и правильной дешифровки правильного сообщения в приемнике В должна иметь величину не ниже заданной. Для значительного повышения этой вероятности передача данных контролируется и в случае передачи с ошибкой она, как правило, повторяется. Контроль правильности передачи в разных сетевых технологиях различен, но в той или иной форме он базируется на внесении избыточности в сообщение.

В системах управления, передаваемые данные по соглашению (протоколу) могут интерпретироваться приемником как прямые команды управления, т.е. приемник по ним прямым образом выполняет заданные действия.

На искажение информации при передаче данных влияют не только чисто технические причины, связанные с характеристиками среды передачи, ненадежности средств передачи, хранения и обработки информации, но и злонамеренно организованные и несанкционированные действия (атаки). Мы рассматриваем сети управления СТС. При этом упомянутые атаки также возможны, как на технологических этапах подготовки СТС, так и на этапе функционирования СТС. Например, вскрытие электронных замков и замка зажигания в автомобильной сети CAN.

ЛВС управления СТС характеризуются:

1) относительно небольшими размерами сообщений, достаточными для передачи информации управления за минимальное время.

2) четким детерминированным поведением при реализации доступа абонентов к среде передачи,

3) относительно небольшой охватываемой площадью, длина ЛПД 1000м. Число узлов 100.

4) Высокими требованиями к безопасности и надежности передачи данных. Для таких сетей разработаны специальные стандарты и протоколы, в которых повышена надежность работы физического и канального уровней взаимодействия систем для работы в промышленной среде и при управлении подвижными объектами в условиях воздействия значительных электромагнитных помех.

5) Маршрутизация сообщений в таких сетях не требуется, но появились исключения (Space Wire).

6)Устройства и элементы таких сетей работают в условиях далёких от офисных при воздействии внешних возмущающих факторов (температуры, вибрации, радиации ит.п.) и должны их выдерживать. Оператор, если он должен участвовать в работе таких сетей, должен иметь удалённый доступ, что достижимо технически.

7) Входной поток задач на решение каждой ЦВМ сети в отличие от большинства офисных сетей и сетей передачи данных не является случайным, а скорее относится к классу регулярных, так как в течении всего времени работы автоматической системы в ЦВМ с определенным периодом решается один и тот же набор задач управления. Величина этого периода определяется динамикой конкретной системы. Но и строго регулярным этот поток тоже назвать нельзя.

Во первых длительность решения задач в каждом периоде может меняться, так как зависит от пришедших исходных данных на текущий момент времени (можно считать, что имеется случайная составляющая времени обслуживания). Во вторых в фиксированном наборе задач таких систем всегда есть задачи, инициируемые внешними событиями, например, через систему прерывания асинхронно к потоку задач, исполняемых с заданным периодом. Поэтому мы будем рассматривать и случайный и регулярный потоки входных задач – заявок на обслуживание.

Все эти особенности находят отражения в принятых технических решениях для ЛВС у СТС.

 

Использование теории массового обслуживания для определения времени ожидания освобождения шины,как общего ресурса.

Для ЛВС шина – общий разделяемый всеми абонентами ресурс. Каждый абонент работает с шиной последовательно – одновременная передача сообщений несколькими абонентами невозможна и запрещена. Если один абонент сети захватил шину, то он её не освободит пока не передаст своё сообщение. Остальные абоненты ждут её освобождения.

Всех интересует вопрос каково же будет среднее время ожидания любым абонентом начала передачи и каково будет общее среднее время передачи сообщения с учетом ожидания им начала передачи в некоторой обобщенной очереди абонентов к шине?