2. Техническое обеспечение сапр

датчиков периодический. Важное требование к промышленной сети — обес-

печение работы в реальном масштабе времени, поэтому для АСУТП сети типа

Ethernet не подходят, поскольку в них не гарантируется ограничение задержек

сверху.

Пример промышленной сети — Profibus, скорость 12 Мбод, пакеты до 247 байт, рас-

стояния до 1,5 км. Имеет выход в сеть АСУП, в качестве которой чаще всего используется

сеть Ethernet. Наряду с Profibus, используют и другие протоколы, например, популярен

протокол CAN. На физическом уровне в Fieldbus часто используют интерфейс RS-485 —

витая пара, длина сегмента до 1,2 км, на сегменте может быть до 32 узлов.

Сетевое коммутационное оборудование

Узлы в средах передачи данных, выполняющие функции связи между час-

тями сложной сети (internetworking), составляют сетевое (коммутационное)

оборудование. В сетевое оборудование входят повторители, мосты, концентра-

торы, коммутаторы, маршрутизаторы, шлюзы, модемы и др.

Повторитель (repeater) — блок взаимодействия, служащий для регенера-

ции электрических сигналов, передаваемых между двумя сегментами ЛВС.

Повторители используются в случае, если реализация ЛВС на одном сегменте

кабеля (отрезке, моноканале) не допускается из-за ограничений на расстоя-

ние или на число узлов, причем при условии, что в соседних сегментах исполь-

зуются один и тот же метод доступа и одни и те же протоколы. Трафик в

сегментах, соединенных повторителем, — общий. Повторитель может быть

многопортовым. Сигнал, пришедший на один из портов, повторяется на всех

остальных портах.

Концентраторы предназначены для объединения в сеть многих узлов. Так,

концентраторами являются хабы в сетях 10Base-T или Token Ring. Однако такие

концентраторы подобно повторителям создают общую среду передачи данных

без разделения трафика.

Мост (bridge) — блок взаимодействия, служащий для соединения разных

подсетей, которые могут иметь неодинаковые канальные протоколы.

При малых расстояниях между подсетями связь возможна через серверы

подсетей, в которых размещаются интерфейсные платы, называемые внутрен-

ними мостами, и соответствующее сетевое программное обеспечение. Воз-

можно применение внешних мостов — специально выделяемых узлов для це-

лей сопряжения по одному в каждой из соединяемых подсетей. Внешние мосты

обходятся дороже, но обеспечивают лучшие эксплуатационные характеристи-

ки. Важная функция мостов — ограничение трафика, так как локальный трафик

одной подсети замыкается в ней, не проходя в другую подсеть.

Обычно мост имеет два порта, хотя существуют и многопортовые мосты.

Каждый порт может оказаться входным или выходным. Управление передачей

пакетов выполняется с помощью маршрутной таблицы моста, в которой строки

содержат соответствующие друг другу значения адреса узла и номера порта

моста. Если пакет пришел в порт А и по таблице адрес относится к тому же

порту А, то пакет остается в данной ЛВС, иначе передается в порт В, который

80

2.7. Стеки протоколов и типы сетей

найден по таблице. Первоначальное заполнение таблицы происходит по адресам

источников пакетов: в строку заносятся адрес отправителя и номер входного

порта. Таблицы могут изменять во времени свое содержимое. Если некоторые

адреса по истечении длительного времени ни разу не активировались, то строки

с такими адресами удаляются, их восстановление или занесение новых адресов

выполняется по процедуре первоначального заполнения.

Возможные варианты мостовых соединений представлены на рис. 2.12.

Вариант б обеспечивает большую пропускную способность по сравнению с

вариантом а. Вариант в близок к варианту б по пропускной способности, он до-

роже, но именно его необходимо применять, если расстояния между подсетя-

ми довольно большие. Вариант г используют для увеличения скорости при боль-

шом трафике. Наконец, вариант д предназначен для случаев расстояний в

несколько километров и более.

Корпоративную сеть, состоящую из подсетей, связанных мостами, можно

назвать автономной системой (AS — Autonomous System). Связь одной AS с

другими осуществляется через маршрутизатор или шлюз. Такой маршрутизатор

называют пограничным. В качестве AS можно рассматривать и более сложную

совокупность связанных AS, если эта совокупность имеет выход во внешние

сети опять же через пограничный маршрутизатор (шлюз). Из сказанного

следует, что структура глобальных сетей является иерархической.

Коммутаторы в отличие от концентраторов предназначены для объеди-

нения в сеть многих узлов или подсетей с разделением трафика между под-

сетями. Как и в мостах, пакеты передаются только в ту подсеть, для которой

они предназначены, что уменьшает общую загрузку сети. Но в отличие от много-

портового моста в коммутаторе возможно одновременно иметь много соеди-

нений, т. е. обеспечивается параллельная передача сообщений. Коммутаторы

используют также для связи нескольких ЛВС с территориальной сетью. Один

коммутатор может объединять несколько как однотипных, так и разнотипных

ЛВС.

Рис. 2.12. Варианты мостовых соединений:

а — каскадное соединение; б—многопортовый мост; в — соединение через опорную магистраль;

г — FDDI в качестве опорной сети; д — использование выделенной линии

81