39 Determinizm czasowy w przemysłowych sieciach

39 Determinizm czasowy w przemysłowych sieciach informatycznych.
Sieci spełniające i nie spełniające ten postulat
Determinizm czasowy w funkcjonowaniu obiektu definiuje się jako zgodne z działaniem
deterministycznym reakcje obiektu na zdarzenia, w określonym i skończonym czasie. Dodatkowo
proponuje się rozróżnienie determinizmu czasowego na określony ściśle (ostry) i określony granicznie
(nieostry). Przy determinizmie czasowym ściśle określonym reakcja następuje po upływie określonego
czasu od zdarzenia inicjującego, natomiast w determinizmie określonym granicznie reakcja musi
nastąpić nie później niż do określonego czasu od zdarzenia inicjującego:
•
determinizm określony ściśle:
◦ TOS = TG,
•
determinizm określony granicznie:
◦ TOS ≤ TG,
gdzie:
•
TOS – czas obsługi sieciowej zdarzenia Z,
•
TZ – czas wystąpienia inicjującego zdarzenia Z,
•
TG – czas graniczny obsługi zdarzenia Z.
Rys. 39.1 Determinizm określony w dopuszczalnych granicach
gdzie:
•
TR – czas reakcji na zdarzenie Z (np. czas uzyskania dostępu do łącza),
•
TO – czas obsługi zdarzenia Z (np. czas realizacji transmisji).
Determinizm czasowy w przemysłowych sieciach informatycznych
Podstawową cechą, jaką powinna się charakteryzować komputerowa sieć przemysłowa jest
determinizm czasowy przekazywania danych. Cechę taką posiadają tylko te sieci, w których czas
obsługi pakietu w węźle sieciowym jest skończony i określony w sposób ścisły lub w przedziale, a co
za tym idzie czas dostępu do danych jest również skończony i określony ściśle lub w przedziale [32].
Cecha determinizmu nie wymaga, aby przekazywanie między węzłami było niezawodne. Istotny jest
tylko fakt, aby przy poprawnej pracy sieci czas dostępu do informacji był obarczony krytycznym
czasem granicznym. Przez poprawną pracę sieci rozumie się pracę, podczas której nie występują stany
uznawane przez definicję sieci jako awaryjne, zarówno ze strony fizycznej jak i logicznej. Istnienie
mechanizmu gwarantującego realizację zdeterminowanych w czasie wymian jest podstawą do
określenia pracy protokołu w czasie rzeczywistym.
Istnieją trzy modele opisujące sposób wymiany danych [60, 61] pomiędzy węzłami na bazie których
można zbudować sieci umożliwiające obsługę transmisji informacji z wykorzystaniem tej cechy. Są to:
•
Master-Slave,
•
Token,
•
PDC.
Wszystkie sieci spełniające wymóg determinizmu czasowego bazują na jednym z powyższych modeli,
stanowią ich hybrydę lub uproszczenie. Poniżej skrótowo scharakteryzowano te modele.
Model Master – Slave bazuje na przesyłaniu informacji pomiędzy dwoma rodzajami stacji. Stacją
Master i stacjami Slave. Stacja Master jest abonentem zarządzającym ruchem w sieci. Przechowuje on
scenariusz wymian i według niego realizuje transmisję danych do abonentów Slave. Wszystkie
transakcje są inicjowane przez abonenta Master i wszystkie dane użyteczne przesyłane od abonenta do
abonenta przez nią przechodzą, na zasadzie redystrybucji.
Model Token opiera się na przesyłaniu informacji pomiędzy równorzędnymi stacjami, z których
okresowo każda staje się uprzywilejowana, przez pozyskanie żetonu. Żeton jest specjalnym rodzajem
informacji, która krąży w sieci o jednego abonenta do drugiego. Stacja, która odczyta żeton ma prawo
przez określony czas realizować zapisy. Jednak po upływie tego czasu musi bezwzględnie przekazać
żeton do następnej stacji.
Model PDC bazuje na przesyłaniu informacji pomiędzy trzema rodzajami abonentów. Abonenci dzielą
się na producentów, konsumentów i dystrybutorów informacji. Dystrybutor przechowuje scenariusz
wymian i według niego określa, kiedy jaka informacji ma być obsłużona przez sieć. Dystrybutor w
przeciwieństwie do stacji Master nie inicjuje transmisji danych użytecznych ani ich nie retransmituje.
Określa jedynie, kiedy producent danej informacji ma zrealizować zapis rozgłoszeniowy w sieci.
PIOTR GAJ , ZASTOSOWANIE PROTOKOŁU TCP/IP DO TRANSMISJI INFORMACJI
DLA
POTRZEB
PRZEMYSŁOWYCH
SYSTEMÓW
KONTROLNO-NADZORCZYCH
(ZRODLA/39/pracadoktorska.pdf, strony: 14, 21)
Sieci spełniające i nie spełniające ten postulat
Spełniające postulat determinizmu
czasowego
Nie spełniające postulatu determinizmu
czasowego
PROFIBUS DP
Ethernet TCP/IP
PROFIBUS PA
Telefonia komórkowa
MODBUS
Ethernet przemysłowy
GENIUS
CAN
(ZRODLA/39/Przemysłowe Sieci Informatyczne - CAN.pdf)
(ZRODLA/39/W05_W06_PSI_SCR.pdf, strony: 16, 17)
(ZRODLA/39/W07_PSI.pdf)
(ZRODLA/39/W09_PSI.pdf)
(ZRODLA/39/instrukcja_siec_genius_v1.pdf)
http://elektronikab2b.pl/technika/10304-ethernet-zdobywa-sieci-przemysowe