Topologia rețelei de calculatoare și metode de acces
Topologia rețelei de calculatoare
Topologia (configurare) - o modalitate de a conecta computere la rețea. Topologia definește tipul de costuri, securitate, performanță și fiabilitate de funcționare a stațiilor de lucru pentru care valoarea de referință de timp la serverul de fișiere.
Noțiunea de topologie este utilizat pe scară largă în rețea. O abordare a clasificării topologii LAN este alocarea a celor două clase majore de topologii: difuzare și coerente.
În shirokoveschatelnyhtopologiyah PC-ul transmite semnale care pot fi percepute de restul PC-ului. Aceste topologii includ topologie: un autobuz comun, copac, stele.
În informațiile posledovatelnyhtopologiyah sunt transmise la un singur PC. Exemple de astfel de topologii sunt arbitrare (arbitrare compus PC), lanț de inel.
La selectarea topologiei optime are trei obiective principale:
1 oferind rutare alternativă și fiabilitate maximă a transmisiei de date;
2-selectarea optime unitățile de date ale rutelor de transport;
3 pentru a furniza un timp de răspuns acceptabil și viteza necesar.
Atunci când alegeți un anumit tip de rețea, este important să se ia în considerare topologia. De bază topologii de rețea sunt de autobuz (liniar) topologie, stea, inel și copac.
De exemplu, în configurația rețelei ArcNet utilizează atât topologie liniară și stele. rețea Token Ring este fizic arate ca o stea, dar în mod logic pachetele lor de pe inel. Transferul de date către rețeaua Ethernet este un autobuz liniar, astfel încât toate stațiile de a vedea semnalul în același timp.
Există cinci topologii de bază (Figura 4.1.):
autobuzul 1-partajată (Bus);
autobuz comună este un tip de topologie de rețea, în care stațiile de lucru sunt situate de-a lungul unei porțiuni din cablu, numit un segment.
Exemple de utilizare a topologiei comune de autobuz este o rețea 10Base-5 (Compus PC cablu coaxial gros) și 10Base-2 (Compus PC cablu subțire coaxial).
Ring - o topologie LAN, în care fiecare stație este conectat cu alte două stații, formând inelul (figura 4.3). Datele sunt transferate de la o stație de lucru la altul, în o singură direcție (pe inelul). Fiecare PC-ul rulează ca un repetor, relocării mesajul la următorul PC, și anume datele transmise de la un computer la altul ca și în cazul în care într-o cursă releu. În cazul în care computerul primește date de la un alt calculator, le trimite în jos inelul, în caz contrar acestea nu sunt transmise. Foarte pur și simplu o cerere către toate stațiile simultan. Problema principală cu o topologie de inel este că fiecare stație de lucru trebuie să participe activ la furnizarea de informații, și în caz de eșec a cel puțin una dintre ele, întreaga rețea este paralizat. Conectarea unei noi stații de lucru necesită o rețea de închidere pe termen scurt, deoarece în timpul instalării inelului trebuie să fie deschis. Topologia inel este timpul de răspuns bine previzibil determinat de numărul de stații de lucru.
topologie de inel net este rar folosit. În schimb, transportul topologie de inel joacă un rol în schema metodei de acces. Ring descrie traseul logic, pachetul este transmis de la o stație la alta, ceea ce face un cerc complet în cele din urmă. Token-ul Ring cablul de ramură de rețea de la un punct central numit MAU (Multiple Access la unitate). MAU are un inel interior care se conectează toate stațiile conectate la acesta, și este folosit ca o cale alternativă atunci când este rupt sau singură stație de lucru de cablu deconectat. Când stația de lucru este conectat la un cablu MAU, aceasta face pur și simplu o extensie a inelului: semnalele recepționate de către stația de lucru, și apoi a revenit înapoi la inelul interior
Star - o topologie LAN (figura 4.4), în care toate stațiile de lucru conectate la nodul central (de exemplu, hub), care stabilește, menține și întrerupe comunicațiile dintre stațiile de lucru. Un avantaj al acestei topologii este posibilitatea unui nod defect simplu excepție. Cu toate acestea, în cazul în care unitatea centrală este defectă, întreaga rețea se duce în jos.
În acest caz, fiecare computer printr-un adaptor special de curent alternativ este conectat printr-un cablu separat la dispozitiv care combină. Dacă este necesar, pot fi combinate cu mai multe rețele cu o topologie stea, obținut configurația rețelei ramificate. La fiecare punct de ramificare este necesar să se utilizeze conectori speciali (valve, repetoare, sau unitate de acces).
Un exemplu de topologie stea este topologia Ethernet torsadat cablu 10BASE-T, centrul stelei este, de obicei Hub.
Topologia stele oferă protecție împotriva pauza de cablu. În cazul în care cablul de stație de lucru este deteriorat, acesta nu va duce la defectarea întregului segment de rețea. De asemenea, vă permite să diagnosticați cu ușurință problemele de conectivitate, deoarece fiecare stație de lucru își are propriul segment de cablu atașat la hub-ul. Pentru a găsi suficient de ruptură de cablu de diagnosticare, ceea ce duce la o stație de spart. Restul rețelei continuă să funcționeze normal.
Metoda de acces - o modalitate de a determina care dintre stațiile de lucru va fi capabil de a utiliza următoarea LAN. Aceasta este, controalele de rețea de acces la canalul de comunicație (cablu), un efect semnificativ asupra performanței sale. Exemple de metode de acces sunt:
1-multiple acces ascultare purtător și rezoluția de coliziune (Carrier Sense Multiple Access cu Coliziune Detection - CSMA / CD);
2-Multiple puteri de transmisie de acces (Indicativul Pase Multiple Access - TPMA) sau metoda de întâlnire simbolică;
3-acces multiplu prin divizarea în timp (Time Division Multiple Access - TDMA);
4 multiple diviziune de frecvență de acces (Frequency Division Multiple Access - FDMA) sau divizare acces multiplu lungime de undă (lungime de undă Division Multiple Access - WDMA).
Algoritmul de acces multiplu pentru a asculta transportatorului și soluționarea conflictelor este prezentată în Fig. 4.5.
Multiple Access ascultare purtător și rezoluția de coliziune (CSMA / CD), metoda stabilește următoarea procedură: în cazul în care stația de lucru dorește să utilizeze rețeaua pentru a transmite date, acesta trebuie să verifice mai întâi starea canalului: începe stația de transmisie poate, în cazul în care canalul este liber. În procesul de transmitere stația continuă să asculte la rețea pentru a detecta posibilele conflicte. În cazul în care apare un conflict din faptul că două noduri încercați să luați canal, coliziunea este detectat card de interfață, dă un semnal de rețea specială, iar ambele stații de emisie simultan opri. Stația de recepție aruncate înapoi mesajul parțial primit, și toate stațiile de lucru care doresc să trimită un mesaj, pentru o perioadă de timp selectată aleatoriu de așteptare înainte de a începe un mesaj.
Toate cardurile de interfață de rețea sunt programate la diferite intervale de pseudo-aleatoare. În cazul în care apare un conflict în timpul retransmiterea mesajelor, această perioadă va fi crescută. Ethernet standard definește tipul de concurență de rețea în care mai multe stații de lucru trebuie să concureze între ele pentru dreptul de acces la rețea.
Algoritmul de acces multiplu cu puteri de transmisie sau jeton este prezentată în Fig. 4.6.
Fig. 4.6 TPMA Algoritmul
Token (token), sau autoritate, - o combinație unică de biți, permițând pentru a începe transferul de date.
Fiecare nod primește un pachet de la un precedent, restabilește nivelul semnalului la un nivel nominal, și transmite următorul. pachet de transmisie poate conține date sau să fie un marker. Când este necesară stația de lucru pentru a transmite un pachet, ea așteaptă adaptorul aflux de jetoane, și apoi îl convertește într-un pachet care conține date formatate în conformitate cu protocolul stratului corespunzător, și transferă rezultatul suplimentar printr-o rețea LAN.
Această metodă se caracterizează prin următoarele avantaje:
1 garantează un anumit timp de livrare de blocuri de date de pe rețea;
2 permite transmiterea diferitelor priorități de date.
Cu toate acestea, ea are dezavantaje semnificative:
posibila pierdere a markerului 1 în rețea, precum și apariția mai multor markeri, rețeaua se oprește;
Divizia de timp de acces multiplu se bazează pe timpul de funcționare canal de distribuție între (4.7 Figura) sisteme.
acces TDMA bazate pe utilizarea unui dispozitiv special numit un ceas. Acest generator imparte timpul canal pentru cicluri repetitive. Fiecare ciclu începe semnal delimitator. Ciclul include n numerotate intervale temporale, numite celule. Intervalele sunt disponibile pentru descărcare în aceste blocuri de date.
Această metodă vă permite să organizați transferul de date de la-comutare de pachete și circuite comutate.
Origine (cea mai ușoară) versiunea de utilizare a intervalelor este faptul că numărul (n) este egal cu numărul de sisteme de utilizator conectat la canalul de subiect. Apoi, în timpul fiecărui ciclu al sistemului este dat o perioadă în care se poate transmite date. Când a fost examinat folosind metoda de acces de multe ori se dovedește că într-unul și același ciclu de un sistem nu are nimic de a transmite, iar celălalt îi lipsește timpul alocat. Rezultatul - o utilizare ineficientă a lățimii de bandă.
Un al doilea, mai complex, dar este extrem de economic opțiune este aceea că sistemul primește o fantă numai în cazul în care are nevoie de transfer de date, cum ar fi modul de transfer asincron. Pentru transmisia de date de sistem poate primi în fiecare interval de ciclu cu același număr. În acest caz, unități de transmisie de date de sistem apar la intervale regulate, și vin cu același timp de întârziere. Acest mod de transfer de date cu comutare de canal simulat. Metoda este adecvată în special pentru transmiterea de vorbire.
acces FDMA bazate pe separarea de lățime de bandă pentru un grup de benzi de frecvență (fig. 4.8), care formează canalele logice.
lățime de bandă de canal lat este împărțit într-un număr de benzi înguste, separate prin benzi de gardă. Dimensiunile fâșii înguste pot fi diferite.
Când se utilizează FDMA, de asemenea, referire ca diviziune multiple valuri acces WDMA largă lățime de bandă de canal este împărțit într-un număr de benzi înguste, separate prin benzi de gardă. Fiecare fâșie îngustă este creat canal logic. Dimensiunile fâșii înguste pot fi diferite. canale logice transmise pe semnale suprapuse pe purtători diferiți și, astfel, în domeniul de frecvență nu se suprapun. Odata cu aceasta, uneori, în ciuda prezenței benzilor de pază, componentele spectrale ale semnalului poate merge dincolo de limitele canalului logic și cauza zgomot în canalul logic învecinate.
Separarea de frecvență optică a canalelor este realizată în direcția fiecăreia dintre aceste fascicule de lumină cu diferite frecvențe. Datorită acestei capacități de canal fizic este crescut de mai multe ori. În punerea în aplicare a acestei multiplexare într-un ghid de lumină emite lumina unui număr mare de lasere (la frecvențe diferite). Prin emisia de lumină a fiecăreia dintre ele se execută independent de celălalt. La capătul receptor o separare a semnalelor de frecvență care au trecut canalul fizic se realizează prin filtrarea semnalelor de ieșire.
Metoda de acces FDMA este relativ simplu, dar punerea sa în aplicare este emițătoare și receptoare necesare care funcționează la frecvențe diferite.