局部网实时通信协议RTHP (1994年)

提出一个适合于实时通信的局部网协议RTHP。其主要特点是保留/调度过程与数据传输并行地进行,另一个有趣的特点是它将报文期限、报文优先级和一个分布中断机构合起来,从而在负载较重的情况下能改善实时信息的传榆性能。文中还通过模拟模型评价了该协议的性能,并且分别与标准令牌环和SKIPNET网进行了比较。 ### 局部网实时通信协议RTHP (1994年) #### 概述 在1994年发表的《局部网实时通信协议RTHP》论文中，作者提出了一种新的局部网（Local Area Network, LAN）实时通信协议——RTHP。该协议旨在解决实时通信在局域网中的需求，尤其是在工业控制和分布式实时系统中的应用。RTHP协议的核心特点在于其独特的保留/调度机制与数据传输并行处理能力，以及将报文期限、优先级和分布式中断机制相结合的设计思路。 #### 协议设计特点 1. **保留/调度过程与数据传输并行：** - RTHP协议的一个显著特点是保留/调度过程与数据传输可以并行进行。这意味着，在处理报文保留和调度的同时，数据也可以同步传输，从而减少了延迟时间，提高了整体通信效率。 - 这种设计使得RTHP能够在处理实时数据时表现出更高效的性能，特别是在高负载情况下。 2. **报文期限、优先级和分布式中断机构结合：** - RTHP将报文的期限、优先级以及一种分布式中断机制相结合。这种结合方式有助于在网络负载较重的情况下提高实时信息的传输性能。 - 报文期限确保了每个报文都有明确的发送和接收时间限制，优先级则决定了报文发送的先后顺序，而分布式中断机制允许更高优先级的报文在必要时中断当前的传输任务。 3. **拓扑结构：** - RTHP采用了一种特殊的拓扑结构，其中包括两个独立的通道：数据通道和控制通道。这种设计使得数据帧可以在传输过程中越过除源站外的所有站点，有效减少了中间站对数据帧产生的延迟。 - 数据通道专门用于传输数据帧，而控制通道则支持保留/调度过程和分布式中断机制。 4. **协议原理：** - 在RTHP中，每个站点都被同时连接到一个公共总线和一个环形网络上。站点可以根据需要切换状态，要么处于环状态，要么处于总线状态。 - 当站点想要发送数据时，必须计算出报文的轮询数，该数值基于报文的最晚到达期限、用户指定的优先级以及站点唯一标识符等因素。 - 通过轮询机制确定哪个站点具有最高优先级，进而获得数据发送权。一旦获得权限，站点可以通过发送同步信号请求中断正在进行的数据传输，以实现高优先级报文的快速传输。 #### 性能评估 - 文章通过建立模拟模型对RTHP协议的性能进行了评估，并将其与标准令牌环和SKIPNET网络进行了对比。 - 结果显示，RTHP协议在处理实时数据方面表现出了更好的性能，尤其是在网络负载较高时。这是因为RTHP能够有效地减少通信延迟，并且通过其独特的保留/调度机制确保了高优先级报文的及时传输。 - 通过分析网络的平均传播延迟，可以看出RTHP相比传统协议的优势。在令牌环网络中，平均传播延迟受到所有站点的影响，而在RTHP中，只有发送站和接收站会产生传输延迟，这大大降低了整个网络的平均传播时间。 #### 结论 RTHP协议通过其独特的设计思想，成功地解决了实时通信在局域网中的关键问题。通过对保留/调度过程与数据传输的并行处理，以及结合报文期限、优先级和分布式中断机制，RTHP不仅提高了实时信息的传输性能，还在高负载情况下保持了稳定的通信质量。此外，通过与现有标准协议的比较，进一步验证了RTHP在实际应用中的可行性和优越性。