Информационные сети и телекоммуникационные каналы. Циклические подсети

Циклическое кольцо – это кольцевой физический канал, обеспечивающий последовательную передачу сигналов группе систем.

Циклическое кольцо является одним из типов сети с селекцией данных. Эта локальная сеть состоит из общего звена, блоков доступа и абонентских звеньев.

Общее звено блоками доступа делится на сегменты, создаваемые на основе витой пары, плоского коаксиального кабеля либо оптического канала. Блоки доступа (Б) при помощи абонентских звеньев соединяются с абонентскими системами. В базовой эталонной модели взаимодействия открытых систем кольцевой канал представляется физическими средствами соединения. Передача сигналов осуществляется в кольце в одном направлении: от одного блока доступа к другому. При этом, блок, передавший кадр, после того, как последний пройдет по всему кольцу, должен его уничтожить. Остальные блоки доступа транслируют передаваемый кадр.

Блоки доступа анализируют проходящие через них кадры и принимают решение о необходимых формах взаимодействия с кольцом: снять копию кадра, передать его далее и т. д. Для этого, прежде всего, блок доступа читает адрес назначения кадра. Если он адресован данной системе, то она снимает для себя его копию и направляет ее своим прикладным процессам для обработки. В оригинале кадра, остающемся в кольце, блок доступа делает отметку о том, что кадр принят.

Принятый адресатом кадр с отметкой должен по кольцу быть доставлен его отправителю. В противном случае отправитель пошлет кадр вторично. Вследствие этого, в кольце посланный кадр может быть передан только одному адресату.

В кольце должна быть обеспечена синхронизация работы всех блоков доступа. Для этого осуществляется тактирование движения кадров. Оно достигается следующим образом. Один из блоков доступа объявляется главным. Под такты работы этого блока подстраиваются все остальные блоки сети.

Взаимодействие систем в кольце обеспечивается множественным доступом с передачей полномочия. Благодаря этому, не допускается возможность того, что две либо более систем будут вести передачу данных, мешая друг другу.

Общее звено кольца может состоять из одного кольцевого канала, например, в кольцевой тактируемой сети. Однако, тогда кольцо имеет довольно низкую надежность. В случае обрыва канала либо его неисправности в любой точке звена прекращает работу вся сеть. Чтобы избежать этого применяют различные модификации циклического кольца.

1. Кольцо с переключающими концентраторами – кольцевая сеть, представленное в форме одной либо группы взаимосвязанных звезд.

Задачей переключающего концентратора является обеспечение надежности работы циклического кольца. Для этого концентратор соединяет дуги друг с другом таким образом, чтобы было создана в смысле топологии звездообразная сеть. В результате образуется единое кольцо, проходящее через все блоки доступа (Б).

При появлении неисправности в дуге либо в абонентской системе концентратор отключает из кольца соответствующую дугу. Благодаря этому, остальная часть кольца продолжает нормальную работу. В зависимости от надобности в сети устанавливается один либо несколько концентраторов.

Сложное кольцо может иметь не только несколько переключающих концентраторов, но также содержать ретрансляционные системы. Последние соединяют кольцо с другими коммуникационными сетями.

Переключающий концентратор может быть как пассивным, так и активным. В первом случае концентратор содержит лишь электронные реле, выводящие дуги из кольца. Активный концентратор, кроме этого, имеет логические элементы, способные обнаруживать и обходить возникающие неисправности.

2. Двойное кольцо – кольцевая сеть, образованная двумя кольцевыми каналами.

Двойное кольцо состоит из двух общих звеньев, блоков доступа (Б) и абонентских звеньев. Оба общих звена проходят сквозь блоки доступа и в нормальном режиме работы работают параллельно, передавая сигналы в разные стороны. Абонентские системы и административные системы подключаются к обоим общим звеньям.

При разрыве одного из общих звеньев, сигналы продолжают передаваться по другому общему звену. В тех случаях, когда происходит разрыв обоих общих звеньев, соответствующий их сегмент выходит из строя. В этом случае два общих звена превращаются в одно кольцо, а блоки доступа, примыкающие к сегменту разрыва, обеспечивают разворот сигналов и передачу их из одного разорванного общего звена в другое. На приведенных ниже рисунках показана работа двойного кольца в нормальном режиме и в случае разрыва обоих общих звеньев.

Предложено несколько схем создания комплексных ассоциаций, в которых группы различных по типу подсетей соединяются между собой ассоциативными системами. Например, на приведенном ниже рисунке изображено шесть подсетей: частотные моноканалы А, Б, В и три кольцевые подсети. К ассоциации подключены абонентские системы.

Рис. Группа коммуникационных подсетей, объединенных частотными моноканалами

На следующем рисунке показана схема, в которой четыре кольца и группа абонентских систем (А—З) соединены тремя моноканалами. Кроме того, кольца 1, 2 могут взаимодействовать друг с другом напрямую. В результате создается информационная сеть, опирающаяся на семь коммуникационных подсетей.

Рис. Циклические кольца, соединенные группой моноканалов

Это метод доступа, разработанный фирмой Xerox в 1975 году, пользуется наибольшей популярностью. Он обеспечивает высокую скорость передачи данных и надежность.

Для данного метода доступа используется топология "общая шина". Поэтому сообщение, отправляемое одной рабочей станцией, принимается одновременно всеми остальными, подключенными к общей шине. Та станция, которой предназначено сообщение, принимает его, остальные игнорируют.

Метод доступа Ethernet является методом множественного доступа с прослушиванием несущей и разрешением коллизий (конфликтов) (CSMA/CD - Carier Sense Multiple Access with Collision Detection).

Перед началом передачи рабочая станция определяет, свободен канал или занят. Если канал свободен, станция начинает передачу.

Ethernet не исключает возможности одновременной передачи сообщений двумя или несколькими станциями. Аппаратура автоматически распознает такие конфликты, называемые коллизиями. После обнаружения конфликта станции задерживают передачу на некоторое время. Это время небольшое и для каждой станции свое. После задержки передача возобновляется.

Реально конфликты приводят к уменьшению быстродействия сети только в том случае, если работает порядка 80-100 станций.

Этот стандарт разработан фирмой IBM. В качестве передающей среды применяется неэкранированная или экранированная витая пара (англ. UPT или SPT) или оптоволокно. Скорость передачи данных 4 Мбит/с или 16Мбит/с. В качестве метода управления доступом станций к передающей среде используется метод - маркерное кольцо (англ. Token Ring). Основные положения этого метода:

В IBM Token Ring используются три основных типа пакетов:

С помощью такого пакета выполняется передача данных или команд управления работой сети.

Станция может начать передачу данных только после получения такого пакета, В одном кольце может быть только один маркер и, соответственно, только одна станция с правом передачи данных.

Посылка такого пакета вызывает прекращение любых передач.

В сети можно подключать компьютеры по топологии звезда или кольцо.

ArcNet (англ. Attached Resource Computer Network) - простая, недорогая, надежная и достаточно гибкая архитектура локальной сети. Разработана корпорацией Datapoint в 1977 году. Впоследствии лицензию на ArcNet приобрела корпорация SMC (англ. Standard Microsystems Corporation), которая стала основным разработчиком и производителем оборудования для сетей ArcNet. В качестве передающей среды используются витая пара, коаксиальный кабель (RG-62) с волновым сопротивлением 93 Ом и оптоволоконный кабель. Скорость передачи данных - 2,5 Мбит/с, существует также расширенная версия - ArcNetplus - поддерживает передачу данных со скоростью 20 Мбит/с. При подключении устройств в ArcNet применяют топологии шина и звезда. Метод управления доступом станций к передающей среде - маркерная шина (англ. Token Bus). Этот метод предусматривает следующие правила:

Знаете ли Вы, что релятивистское объяснение феномену CMB (космическому микроволновому излучению) придумал человек выдающейся фантазии Иосиф Шкловский (помните книжку миллионного тиража "Вселенная, жизнь, разум"?). Он выдвинул совершенно абсурдную идею, заключавшуюся в том, что это есть "реликтовое" излучение, оставшееся после "Большого Взрыва", то есть от момента "рождения" Вселенной. Хотя из простой логики следует, что Вселенная есть всё, а значит, у нее нет ни начала, ни конца... Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.