Rețea cu topologie în inel. Topologii de rețea. La ce folosește markerul?

abonatul trebuie să fie semnificativ mai complex decât echipamentul abonaților periferici. În acest caz, nu este nevoie să vorbim despre drepturi egale pentru toți abonații (ca într-un autobuz). De obicei, computerul central este cel mai puternic; îi sunt atribuite toate funcțiile pentru gestionarea schimbului. În principiu, nu sunt posibile conflicte într-o rețea cu topologie în stea, deoarece managementul este complet centralizat.

Dacă vorbim despre rezistența vedetei la defecțiunile computerului, atunci eșecul computer periferic sau echipamentul său de rețea nu afectează în niciun fel funcționarea restului rețelei, ci orice defecțiune calculator central face rețeaua complet inoperabilă. În acest sens, trebuie luate măsuri speciale pentru creșterea fiabilității computerului central și a echipamentelor sale de rețea.

Rupere cablu sau scurt circuitîn ea, cu o topologie în stea, schimbul cu un singur computer este întrerupt și toate celelalte computere pot continua să funcționeze normal.

Spre deosebire de un autobuz, într-o stea sunt doar doi abonați pe fiecare linie de comunicație: unul central și unul dintre cei periferici. Cel mai adesea, pentru a le conecta sunt folosite două linii de comunicație, fiecare transmite informații într-o singură direcție, adică pe fiecare linie de comunicație există doar un receptor și un transmițător. Acesta este așa-numitul transfer punct la punct. Acest lucru face totul mult mai ușor hardware de rețeaîn comparație cu magistrala și elimină necesitatea de a utiliza terminatoare externe suplimentare.

Problema atenuării semnalului într-o linie de comunicație se rezolvă și la o stea mai ușor decât în ​​cazul unei magistrale, deoarece fiecare receptor primește întotdeauna un semnal de același nivel. Lungimea maximă a unei rețele cu topologie în stea poate fi de două ori mai mare decât într-o magistrală (adică 2 L inc), deoarece fiecare dintre cablurile care leagă centrul cu un abonat periferic poate avea o lungime de L inc.

Un dezavantaj serios al topologiei stea este limitarea strictă a numărului de abonați. De obicei, un abonat central poate deservi nu mai mult de 8-16 abonați periferici. În aceste limite, conectarea de noi abonați este destul de simplă, dar dincolo de ei este pur și simplu imposibil. Într-o stea, este posibil să se conecteze un alt abonat central în loc de unul periferic (rezultatul este o topologie a mai multor stele interconectate).

Steaua prezentată în fig. 1.6, se numește stea activă sau adevărată. Există și o topologie numită stea pasivă, care este doar superficial similară cu o stea (Fig. 1.11). În prezent, este mult mai răspândită decât o stea activă. Este suficient să spunem că este folosit în cea mai populară rețea Ethernet astăzi.

În centrul unei rețele cu această topologie, nu există un computer, ci un dispozitiv special - un concentrator sau, așa cum se mai numește, un hub, care îndeplinește aceeași funcție ca un repetor, adică restabilește semnalele de intrare. și le transmite către toate celelalte linii de comunicare.

Orez. 1.11.

Se pare că, deși aspectul cablului este similar cu o stea adevărată sau activă, de fapt despre care vorbim despre topologia magistralei, deoarece informațiile de la fiecare computer sunt transmise simultan către toate celelalte computere și nu există un abonat central. Desigur, o stea pasivă este mai scumpă decât un autobuz obișnuit, deoarece în acest caz este necesar și un hub. Cu toate acestea, oferă un număr de caracteristici suplimentare, asociat cu avantajele stelei, în special, simplifică întreținerea și repararea rețelei. De aceea în În ultima vreme steaua pasivă înlocuiește din ce în ce mai mult steaua adevărată, care este considerată o topologie nepromițătoare.

De asemenea, este posibil să se distingă un tip intermediar de topologie între o stea activă și pasivă. În acest caz, hub-ul nu numai că transmite semnalele care sosesc la el, dar controlează și schimbul, dar nu participă el însuși la schimb (acest lucru se face în rețeaua 100VG-AnyLAN).

Marele avantaj al unei stele (atât activ, cât și pasiv) este că toate punctele de conectare sunt adunate într-un singur loc. Acest lucru face posibilă monitorizarea cu ușurință a funcționării rețelei, localizarea defecțiunilor prin simpla deconectare a anumitor abonați de la centru (ceea ce este imposibil, de exemplu, în cazul unei topologii de magistrală), precum și limitarea accesului persoanelor neautorizate la conexiune. puncte vitale pentru rețea. În cazul unei stele, un abonat periferic poate fi abordat fie de un cablu (care transmite în ambele sensuri), fie de două (fiecare cablu transmite în una din două direcții contrare), acesta din urmă fiind mult mai comun.

Un dezavantaj comun pentru toate topologiile stea (atât active, cât și pasive) este că consumul de cablu este semnificativ mai mare decât în ​​cazul altor topologii. De exemplu, dacă calculatoarele sunt situate pe o linie (ca în Fig. 1.5), atunci când alegeți o topologie în stea, veți avea nevoie de câteva ori mai mult cablu decât atunci când alegeți o topologie magistrală. Acest lucru afectează semnificativ costul rețelei în ansamblu și complică semnificativ instalarea cablului.

Topologie inel

Un inel este o topologie în care fiecare computer este conectat prin linii de comunicație la alte două: de la unul primește informații, iar la celălalt transmite. Pe fiecare linie de comunicație, ca și în cazul unei stele, funcționează doar un emițător și un receptor (comunicație punct la punct). Acest lucru vă permite să renunțați la utilizarea terminatoarelor externe.

O caracteristică importantă a inelului este că fiecare computer transmite (restaurează, amplifică) semnalul care vine la el, adică acționează ca un repetor. Atenuarea semnaluluiîn întregul inel nu contează, este importantă doar atenuarea între calculatoarele vecine ale inelului. Dacă lungimea maximă a cablului, limitată de atenuare, este L pr, atunci lungimea totală a inelului poate ajunge la NL pr, unde N este numărul de calculatoare din inel. Mărime completă reteaua in limita va fi NL pr/2, deoarece inelul va trebui sa fie pliat in jumatate. În practică dimensiuni rețele de apel ajunge la zeci de kilometri (de exemplu, în rețeaua FDDI). Inelul este semnificativ superior oricărei alte topologii în acest sens.

Într-o topologie în inel, nu există un centru clar definit; toate computerele pot fi identice și au drepturi egale. Cu toate acestea, destul de des este alocat în ring un abonat special care gestionează sau controlează schimbul. Este clar că prezența unui astfel de abonat unic de control reduce fiabilitatea rețelei, deoarece eșecul acesteia va paraliza imediat întregul schimb.

Dar are două diferențe de design:

Rețeaua este închisă într-un inel - astfel nu sunt necesare terminatoare;
- unul dintre computerele din rețea creează un „token” care este transmis de la computer la computer. Protocolul de transport, pe baza căreia funcționează de obicei o astfel de rețea, este numită Token Ring.

Ce este un marker?

Un token este un cadru de trei octeți care este trimis de la un nod de rețea la altul. Există două moduri de funcționare a rețelei cu un token: normal (viteză de transfer de date în rețea de până la 4 Mbit/s) și cu eliberare rapidă a jetonului (viteză de transfer de date de până la 16 Mbit/s). Experimentele cu introducerea acestei tehnologii într-o rețea de 100 de megabiți au eșuat, așa că de-a lungul timpului această tehnologie a fost abandonată în în prezent este învechit și este puțin probabil să apară vreodată pe calea vieții tale.

La ce se folosește markerul?

Pentru a nu înfunda rețeaua cu trafic de tranzit inutil și pentru a evita coliziunile, se introduce un marcaj. Principiul de funcționare este acesta: doar computerul care a primit jetonul poate începe să transmită date către o altă gazdă din rețea. Dacă computerul care a primit jetonul nu transmite date, jetonul merge la următorul computer. Calculatoarele rămase din rețea care sunt în acest moment nu au un marker, sunt ascultători. Excepția de la această regulă o reprezintă rețelele care funcționează în modul de eliberare rapidă a simbolurilor. În aceste rețele, computerul care pornește transmisia generează imediat un token gratuit.

Calculatorul care primește jetonul și are informații de transmis se schimbă cu un bit în jeton și pornește kit de inceput care zboară spre destinație. După ce a zburat cercul, marcatorul sau următorul pachet de date revine la stația de trimitere. În acest caz, stația de expediere poate verifica informațiile din pachetul returnat și poate verifica dacă pachetul a fost livrat destinatarului. După aceasta, pachetul este distrus.

Tehnologia Token Ring a avut atât fani, cât și oponenți, totuși, ca orice altă tehnologie, are argumente pro și contra.

Fiabilitate mai mare a transmisiei datelor, deoarece rețeaua este utilizată într-un mod mai „organizat” și nu există coliziuni;
- cost redus de instalare, deși este nevoie de mai mult cablu;
- dacă un nod de rețea eșuează, nodurile rămase continuă să funcționeze complet (cu excepția cazului în care cablul este deteriorat).

Această topologie de rețea (diagrama sa este prezentată în Fig. 4.5) este utilizată pe scară largă pentru construirea de rețele SDH folosind primele două niveluri ale sistemelor de transmisie SDH(rate de transfer de 155,52 și 622,08 Mbit/s) pe rețeaua de acces. Caracteristica principală și avantajul acestei topologii este ușurința furnizării unui sistem de protecție de tip „1+1” datorită prezenței multiplexoarelor sincrone. DIM două perechi de porturi optice liniare (agregate). Ele fac posibilă formarea unui SLT sub forma unei structuri inelare duble cu fluxuri digitale contrare (sunt arătate prin săgeți în Fig. 4.5).

Topologia inelă are o serie de proprietăți care permit rețelei să se auto-vindecă, adică oferă protecție împotriva unor 226 suficiente.

tipuri comune de defecțiuni. Prin urmare, să ne oprim asupra proprietăților de bază ale topologiei rețelei inelare mai detaliat.

Capabilitati „intelectuale”. DIM permit formarea de rețele circulare de autovindecare („self-healing”) de două tipuri: unidirecționale și bidirecționale.

Primul tip de rețea folosește două fibre optice. Fiecare flux digital transmis este trimis de-a lungul rețelei inel în ambele direcții (opuse) și în punctul de recepție, ca în cazul protecției „1+1” în topologia rețelei „punct la punct” (vezi Fig. 4.2). ), se alege unul dintre cele două semnale recepționate (cel mai bun ca calitate, de exemplu, în ceea ce privește cea mai mică rată de eroare). Transmiterea fluxurilor digitale în toate secțiunile principale ale SLT are loc într-o singură direcție (de exemplu, în sensul acelor de ceasornic) și prin toate secțiunile de rezervă - în direcția opusă. Prin urmare, o astfel de rețea de inel este numită unidirecțională cu comutare SLT sau cu o rezervă atribuită. Diagrama de flux a semnalelor prin secțiunile principale și de rezervă ale SLT ale rețelei inelare luate în considerare este prezentată în Fig. 4.5.

O rețea de inel bidirecțională poate fi formată folosind două (topologie

„dual ring”) sau patru (două „dual rings”) fibre optice. Într-o rețea de inel bidirecțională cu două fibre, DLC-urile transmise nu sunt duplicate. Atunci când o astfel de rețea funcționează, fluxurile digitale de puncte de acces sunt transmise de-a lungul inelului de-a lungul celei mai scurte căi în direcții opuse (de unde și numele de „inel bidirecțional”). Dacă apare o defecțiune la orice secțiune a SLT prin DIM pornit la capetele secțiunii eșuate, întregul flux digital care intră în această secțiune este comutat direcție inversă. Această configurație de rețea este numită și inel cu secțiuni de comutare sau un inel protejat de o rezervă comună.

Un exemplu de rețea de inel bidirecțională cu două OB este prezentat în Fig. 4.6. Prezintă diagrame de flux de semnal pentru una dintre opțiunile de conectare a punctelor de acces în modul de funcționare (pre-urgență) (Fig. 4.6, A) si in modul de urgențăîn cazul defecțiunii uneia dintre secțiunile SLT ale rețelei inelare, care este tăiată cu o cruce (Fig. 4.6, b). Secțiunea deteriorată a SLT este exclusă din diagrama inelului, dar conexiunea dintre toate punctele de acces din rețea este păstrată.

Comparând rețelele inelare unidirecționale și bidirecționale cu două fibre între ele, trebuie remarcat că, dacă o secțiune eșuează, funcționalitatea completă a oricăreia dintre aceste rețele poate fi menținută. Cu toate acestea, în majoritatea cazurilor, o rețea de inel bidirecțională este mai economică, deoarece necesită mai puțin lățime de bandă. Acest lucru se explică prin faptul că aceleași fibre optice sunt utilizate pentru semnalele transmise la diferite secțiuni de intersectare ale rețelei inelare (atât în ​​modul principal, cât și în modul de funcționare de urgență). În același timp, un inel de rețea unidirecțional este mai ușor de implementat.

Rețelele de inel unidirecționale sunt mai potrivite pentru traficul „centripet”, în special pentru rețelele de acces la cel mai apropiat nod. Inelele de rețea bidirecționale sunt de preferat pentru trafic uniform, de exemplu, pentru construirea de linii digitale de conectare între centrale telefonice electronice puternice sau stații de comutare digitale (DSC).

Rețeaua inel bidirecțională cu patru fibre oferă mai mult nivel inalt toleranță la erori decât o rețea de inel cu două fibre optice, dar costul construirii unei rețele de inel cu patru fibre este semnificativ mai mare. ÎN structuri de retea cu două inele duble, dacă există o defecțiune în orice secțiune a SLT, inițial se încearcă trecerea la o altă pereche de fibre optice în cadrul aceleiași secțiuni (eșuate). Dar dacă acest lucru nu reușește, atunci se efectuează o reconfigurare a rețelei de inel, similară cu cea prezentată în Fig. 4.6, b.

În ciuda costului ridicat al unei rețele de inel cu patru fibre, recent a găsit o utilizare din ce în ce mai mare în rețelele de mare viteză. SDH, deoarece oferă o fiabilitate foarte mare.

Mai sus, am luat în considerare doar cazul când o secțiune a SLT a rețelei de inel era în stare de urgență, adică. fibra optica cablu de linie. Cu toate acestea, într-o astfel de rețea, multiplexorul poate eșua. În această situație, redundanța ca atare nu este utilizată, iar operabilitatea rețelei în ansamblu (la nivelul unităților liniare) este restabilită prin eliminarea multiplexorului deteriorat din schema de funcționare. Sisteme moderne management DIM oferiți o soluție care să permită unui flux digital să ocolească un multiplexor eșuat la un anumit punct al rețelei de inel.

Rețeaua de alimentare cu apă este un ansamblu de conducte prin care apa este transportată către consumatori. Scopul principal al rețelei de alimentare cu apă este de a furniza consumatorilor apă în cantitatea necesară, de bună calitate și cu presiunea necesară. În mod obișnuit, sistemul sanitar, împreună cu furnizarea de apă pentru nevoile casnice, asigură și nevoile de stingere a incendiilor. Proiectați o rețea de alimentare cu apă ținând cont colaborare stații de pompare, turnuri de apă și alte elemente ale sistemului de alimentare cu apă.

Urmărirea reteaua de alimentare cu apa constă în a-i conferi o anumită formă geometrică. Depinde de: configurația așezării, amplasarea străzilor, blocurilor, clădirilor publice și industriale, amplasarea sursei de alimentare cu apă și mulți alți factori.

N.S. - stație de pompare

B - turn de apă

Figura - Schema rețelei inelare de alimentare cu apă

Rețeaua de inel este utilizată în zonele populate apropiate ca contur de un pătrat sau dreptunghi. În aceste rețele, conductele formează unul sau mai multe circuite închise - inele. Datorită soneriei, fiecare secțiune primește energie de la două sau mai multe linii, ceea ce crește semnificativ fiabilitatea rețelei și creează o serie de alte avantaje. Rețelele inelare asigură alimentarea neîntreruptă cu apă chiar și în caz de accidente zone separate: când secțiunea de urgență este oprită, alimentarea cu apă către alte linii de rețea nu se oprește. Sunt mai puțin predispuși la accidente deoarece... nu suferă șocuri hidraulice puternice. Atunci când o conductă este închisă rapid, apa care curge spre ea se repezi în alte linii ale rețelei și efectul loviturii de aride este redus. Apa din retea nu ingheata, pentru ca chiar și cu o cantitate mică de apă, circulă prin toate liniile, purtând căldură cu el. Rețelele inelare sunt de obicei puțin mai lungi decât rețelele fără capăt, dar sunt făcute din țevi cu diametru mai mic. Costul rețelelor de inel este puțin mai mare decât al rețelelor fără avarie. Mulțumită fiabilitate ridicată sunt utilizate pe scară largă în alimentarea cu apă. Ele îndeplinesc pe deplin cerințele de alimentare cu apă pentru stingerea incendiilor. După ce calculul consumului de apă a fost finalizat aşezare, se urmărește rețeaua de distribuție inelă. În acest scop, conductele sunt trase pe teritoriul instalației de alimentare cu apă (planul satului), capetele și începuturile lor sunt conectate, formând bucle închise, iar apa este furnizată la instalațiile mari. În continuare, nodurile și secțiunile sunt conturate pe rețeaua de inel. Fiecare secțiune a rețelei este analizată și măsurată. Toate rezultatele sunt rezumate într-un tabel. Trebuie remarcat faptul că o caracteristică a rețelelor inelare este că apa este distribuită consumatorilor de apă în aproape toate secțiunile sale, ceea ce înseamnă că toate acestea sunt zone cu costuri de călătorie. Singurele excepții sunt acele zone în care este clar nepotrivit să dezasamblați apa. Acestea pot fi zone care furnizează apă marilor consumatori de apă (de exemplu, o baie, un spital, o unitate medicală etc.).

Topologie inel este o topologie în care fiecare calculator este conectat prin linii de comunicație doar la alte două: de la unul primește doar informații, iar la celălalt doar transmite. Pe fiecare linie de comunicație, ca și în cazul unei stele, există un singur emițător și un receptor. Acest lucru vă permite să evitați utilizarea terminatoarelor externe.
Fiecare calculator transmite (reînnoiește) semnalul, adică acționează ca un repetor, prin urmare atenuarea semnalului în întregul inel nu contează, doar atenuarea dintre calculatoarele vecine ale inelului este importantă. În acest caz, nu există un centru clar definit; toate computerele pot fi la fel. Cu toate acestea, destul de des în ring este alocat un abonat special care gestionează schimbul sau controlează schimbul. Este clar că prezența unui astfel de abonat de control reduce fiabilitatea rețelei, deoarece eșecul acesteia va paraliza imediat întregul schimb.
Conectarea noilor abonați la „ring” este de obicei complet nedureroasă, deși necesită o oprire obligatorie a întregii rețele pe durata conexiunii. Ca și în topologia magistralei, suma maxima Numărul de abonați din ring poate fi destul de mare (1000 sau mai mult). Folosit ca media în rețea pereche răsucită sau fibră optică. Mesajele circulă în cercuri.
O stație de lucru poate transmite informații către alta stație de lucru, numai după primirea dreptului de a transmite (token), deci coliziunile sunt excluse. Informațiile sunt transmise de-a lungul inelului de la o stație de lucru la alta, așa că dacă un computer eșuează, cu excepția cazului în care se iau măsuri speciale, întreaga rețea va eșua.
Topologia inelului este de obicei cea mai rezistentă la supraîncărcări; asigură o funcționare fiabilă cu cele mai mari fluxuri de informații transmise prin rețea, deoarece, de regulă, nu există conflicte (spre deosebire de magistrală) și nu există un abonat central (spre deosebire de o stea) .