Топологія фізичних зв'язків

Топология и методы доступа к ЛВС

ЛВС можно рассматривать как схему, состоящую из узлов (ПК и т.п.) и соединяющих их коммуникационных каналов, т.е. соединяющей среды. Применяются такие схемы ЛВС.

1. Шина - моноканал, или дейзи - цепь. ПК включены параллельно на общую шину. Самая распространенная схема ЛВС.

2. Кольцо, лучше звездообразное кольцо. Обеспечивает большую надежность, чем шина.

3. Цепочка - разорванное кольцо.

4. Звезда. От центрального компъютера расходятся лучи - каналы к оконечным ПК.

5. Дерево. По сути звезда, лучи которой ветвятся.

В ЛВС применяются такие методы доступа клиентов к среде передачи данных.

1. Сети с опросом.

2. Шина с произвольным доступом - соперничеством.

3. Сети с передачей маркера

- маркерная шина,

- маркерное кольцо.

4. Сети с сегментированной предачей.

- кольцо,

- шина.

5. Кольцо со вставкой регистров.

Самый распространенный метод доступа - шина с соперничеством не исключает возможность столкновения пакетов, если их передача начата в один и тот же момент. толкновение пакетов приводит к их искажению и требует их повторной раздельной передачи. Этот метод имеет такие алгоритмы доступа.

1. "Слушай, пока молчишь". Имеет шифр CS, Carier Sense, дословно - "прослушивание несущей". Клиенты прослушивают канал, и если он свободен, начинают передачу. Пакет передается от начала до конца независимо от того, произошло столкновение пакетов или нет.

Обеспечивает 78% использования канала.

2. "Слушай, пока молчишь, наблюдай, когда говоришь". Первая часть алгоритма 2 соответствует алгоритму 1. Вторая часть обозначает наблюдение за каналом во время передачи с целью обнаружения столкновения пакетов и имеет шифр CD, Collision Detection (определение столкновений - во время передачи).

При обнаружении столкновения передача прекращается и возобновляется с временной задаржкой, отличающейся для разных клиентов.

Обеспечивает 91% использования канала.

Алгоритм 2 - самый распространенный алгоритм доступа в ЛВС.

В першу чергу необхідно обрати спосіб організації фізичних зв'язків, тобто топологію. Під топологією обчислювальної мережі розуміють конфігурацію графа, вершинам якого відповідають комп'ютери мережі (іноді ще й інше обладнання, наприклад, концентратори), а ребрам - фізичні зв'язки між ними. Комп'ютери, підключені до мережі, часто називають станціями або вузлами мережі.

Конфігурація фізичних зв'язків визначається електричними з'єднаннями комп'ютерів між собою і може відрізнятися від конфігурації логічних зв'язків між вузлами мережі. Логічні зв'язки являють собою маршрути передачі даних між вузлами мережі і утворюються шляхом відповідного налагодження комунікаційного обладнання.

Вибір топології електричних зв'язків істотно впливає на більшість характеристик мережі. Наприклад, наявність резервних зв'язків підвищує надійність мережі і дає можливість балансувати завантаження окремих каналів.

Залежно від способу поєднання фізичних компонентів у мережі можуть застосовувати такі топології:

• топологія зірки (Star topology);
• кільцева топологія (Ring network);
• шинна топологія (Bus topology);

Рис. 1.4.1. ЛОМ з топологією зірки.

Архітектуру мережі, у якій усі вузли мережі сполучені з одним центральним вузлом, називають топологією зірки (рис.1.4.1).

Мережа з топологією зірки - одна з найпоширеніших структур передавання. У мережах такого типу один пристрій (Switch), як правило, відповідає за маршрутизацію трафіка через себе до інших компонентів, а також відповідає за локалізацію несправностей.

До позитивних властивостей мережі з топологією зірки можна віднести такі:

• легкість керування;
• достатньо просте програмне забезпечення;
• простий потік трафіка;
• можливість швидкого пошуку несправностей;
• відносну простоту та незначні витрати при потребі нарощування мережі.

Ця топологія має ряд недоліків:

• виникнення “вузьких місць” у разі, коли Switch має малу пропускну здатність;
• мала надійність за відсутності технічного резервування;
• часте виникнення конфліктних ситуацій, пов’язаних із втратою інформації в напрямі “згори - донизу” та “знизу -угору”.

Архітектуру мережі, при якій кожний вузол пов’язаний з двома іншими, а всі вузли разом утворюють кільце, називають кільцевою топологією (рис. 1.4.2).

Рис. 1.4.2. ЛОМ з кільцевою топологією.

У мережі з кільцевою топологією вузол отримує повідомлення від одного зі своїх сусідів і далі або обробляє його сам, або ретранслює іншому сусідові, причому дані поширюються колом і здебільшого лише в одному напрямі. До позитивних властивостей мережі з кільцевою топологією можна віднести такі:

• нечасті перевантаження, притаманні ієрархічний або зіркоподібній топології;
• логічна організація кільцевої мережі є відносно простою.

Ця топологія має недолік, що полягає в наявності одного каналу, який поєднує всі компоненти в кільце. Якщо відмовляє канал між двома вузлами, настає відмова всієї мережі.

Рис. 1.4.3. ЛОМ з шинною топологією.

Для усунення зазначеної ситуації необхідно зарезервувати канал або застосувати перемикачі для обходу вузлів, що відмовили.

Архітектуру мережі, за якої усі вузли підключені до спільного лінійного інформаційного каналу, називають шинною топологією (рис. 1.4.3). Мережі із шиною топологією були досить популярні в локальних мережах. Шина дозволяє, щоб кожне повідомлення приймалось усіма станціями. Відповідно в момент передавання працює одна-єдина станція у широкомовному режимі на кілька станцій.

Серед позитивних властивостей мережі із шинною топологією можна назвати такі:

• відносно просте керування трафіком між підключеними пристроями;
• легше додати абонента до “шини”, ніж до зірки та кільця, яке має бути розірваним;
• більша надійність, оскільки на функціонування справних вузлів не зможуть впливати несправні вузли або тракти, що поєднують їх із шиною.

Дана топологія має й окремі недоліки, а саме:

• наявність одного каналу, що поєднує всі компоненти. Якщо відмовляє канал між двома вузлами, настає відмова всієї мережі;
• для усунення такої ситуації необхідно зарезервувати канал або застосувати перемикачі для обходу вузлів, що відмовили;
• важкість локалізації відмов із точністю до окремої компоненти, яку підключено до шини. Це зумовлюється відсутністю точок концентрації, через що проблема пошуку несправності є складною.

На практиці застосовують і гібридні технології. До них можна віднести, наприклад, коміркову топологію, топологію сніжинка і та ін. Коміркова топологія знайшла застосування лише останніми роками, і тому недостатньо досліджена на практиці. Її привабливість полягає у відносній стійкості до перевантажень та відмов. Завдяки множинності шляхів, створюваних з компонентів мережі, трафік може бути спрямований в обхід вузлів, які відмовили або зайняті. Незважаючи на те що такий підхід характеризується складністю та високою вартістю (протоколи є порівняно складними з погляду логіки роботи), численні користувачі надають перевагу комірковим мережам як надійнішим за мережі інших типів.

Дата добавления: 2014-01-07