Топология, методы доступа к среде

Каждая сетевая технология имеет характерную для нее топологию соединения узлов сети и метод доступа к среде передачи. Эти категории связаны с двумя нижними уровнями модели OSI.

Различают физическую топологию, определяющую правила физических соединений узлов (прокладку реальных кабелей), и логическую топологию, определяющую направления потоков данных между узлами сети. Логическая и физическая топологии относительно независимы друг от друга.

Физические топологии – шина, звезда, кольцо, дерево, сетка – иллюстрирует рис. 8.4.

Рис. 8.4. Разновидности топологии сетей:а – шина, б – звезда, в – кольцо, г – дерево, д - сетка

В логической шине информация (кадр), передаваемая одним узлом, одновременно доступна для всех узлов, подключенных к одному сегменту. Передачу считанных данных на вышестоящий уровень (LLC-подуровень) производит только тот узел (узлы), которому адресуется данный кадр.

Логическая шина реализуется на физической топологии шины, звезды, дерева, сетки. Метод доступа к среде передачи, разделяемой между всеми узлами сегмента, – вероятностный, основанный на прослушивании сигнала в шине, или детерминированный, основанный на определенной дисциплине передачи права доступа.

В логическом кольце информация передается последовательно от узла к узлу. Каждый узел принимает кадры только от предыдущего и посылает только последующему узлу по кольцу. Узел транслирует дальше по сети все кадры, а обрабатывает только адресуемые ему. Реализуется на физической топологии кольца или звезды с внутренним кольцом в концентраторе. Метод доступа – детерминированный.

Современный подход к построению высокопроизводительных сетей переносит большую часть функций МАС-уровня (управление доступом к среде) на центральные сетевые устройства – коммутаторы. При этом можно говорить о логической звезде, хотя это название широко не используется.

Методы доступа к среде передачи делятся на вероятностные и детерминированные.

При вероятностном методе доступа узел, желающий послать кадр в сеть, прослушивает линию. Если линия занята или обнаружена коллизия (столкновение сигналов от двух передатчиков), попытка откладывается на некоторое время.

Общий недостаток вероятностных методов доступа – неопределенное время прохождения кадра, резко возрастающее при увеличении нагрузки на сеть, что ограничивает его применение в системах реального времени.

При детерминированном методе узлы получают доступ к среде в предопределенном порядке. Последовательность определяется контроллером сети, который может быть централизованным (его функции может выполнять, например, сервер) или (и) распределенным (функции выполняются оборудованием всех узлов). Основное преимущество метода – ограниченное время прохождения 1 кадра, мало зависящее от нагрузки.

Сети с большой нагрузкой требуют более эффективных методов доступа. Один из способов повышения эффективности – перенос управления доступом от узлов в кабельные центры. При этом узел посылает кадр в коммуникационное устройство. Задача этого устройства – обеспечить прохождение кадра к адресату с оптимизацией общей производительности сети и обеспечением уровня качества обслуживания, требуемого конкретным приложением.

Контрольные вопросы.

5. Определение локальных сетей, области их применения.

6. Что подразумевает аппаратная реализация локальных сетей?

7. Привести классификацию физических элементов сетей.

8. Какие топологии ЛВС вам известны?

9. Охарактеризовать физическую топологию ЛВС. В чём выражается логическая топология?

10. Описать вероятностные и детерминированные методы доступа к среде передачи.