4. Топологія „шина”

Рисунок 5.4. ЛОМ з шинною топологією

Архітектуру мережі, за якої усі вузли підімкнені до спільного лінійного інформаційного каналу, називають шинною топологією (рис. 5.4). Мережі із шиною топологією досить популярні в локальних мережах. Шина дозволяє, щоб кожне повідомлення приймалось усіма станціями. Відповідно в момент передавання працює одна-єдина станція у широкомовному режимі на кілька станцій. Серед позитивних властивостей мережі із шинною топологією можна назвати такі:

• відносно просте керування трафіком між підімкненими пристроями;

• легше додати абонента до “шини”, ніж до зірки та кільця, яке має бути розірваним;

• більша надійність, оскільки на функціонування справних вузлів не зможуть впливати несправні вузли або тракти, що поєднують їх із шиною.

Дана топологія має й окремі недоліки, а саме:

• наявність одного каналу, що поєднує всі компоненти. Якщо відмовляє канал між двома вузлами, настає відмова всієї мережі;

• для усунення такої ситуації необхідно зарезервуати канал або застосувати перемикачі для обходу вузлів, що відмовили;

• важкість локалізації відмов із точністю до окремої компоненти, яку підімкнено до шини. Це зумовлюється відсутністю точок концентрації, через що проблема пошуку несправності стає важкорозвязаною.

На практиці застосовують і гібридні технології. До них можна віднести, наприклад, коміркову топологію, топологію сніжинка і т.ін. Коміркова топологія знайшла застосування лише останніми роками, і тому недостатньо досліджена на практиці. Її привабливість полягає у відносній стійкості до перевантажень та відмов. Завдяки множиності шляхів, створюваних з компонентів мережі, трафік може бути спрямований в обхід вузлів, які відмовили або зайняті. Незважаючи на те що такий підхід характеризується складністю та високою вартістю (протоколи є порівняно складними з погляду логіки роботи), численні користувачі надають перевагу комірковим мережам як надійнішим за мережі інших типів.

Контрольні питання

1. Що таке топологія мережі

2. Пояснити основні переваги та недоліки використання мережі з топологією „зірка”

3. Пояснити основні переваги та недоліки використання мережі з топологією „кільце”

4. Пояснити основні переваги та недоліки використання мережі з топологією „шина”

Тема 5.3 Технології локальних мереж

План лекції

1. Протоколи та стандарти локальних мереж. Структура стандартів ІЕЕЕ

802.х

2. Протокол LLC рівня керування логічним каналом (802.2)

1. Протоколи та стандарти локальних мереж. Структура стандартів

ІЕЕЕ 802.х.

Для спрощення та, відповідно, здешевлення апаратних та програмних рішень розробники перших локальних мереж зупинилися на спільному використанні кабелів усіма комп'ютерами мережі у режимі розподілу часу. Це дозволяє спростити логіку роботи мережі. Наприклад, відпадає необхідність контроля переповнення вузлів мережі кадрами від багатьох станцій, які вирішили одночасно обмінятися інформацією. У глобальних мережах, де відрізки кабелів, які з'єднують окремі вузли, не розглядаються як спільний ресурс, така необхідність виникає, та для розв'язання цієї проблеми у протоколи обміну інформацією вводяться занадто складні процедури керування потоком кадрів, які запобігають переповненню каналів зв'язку та вузлів мережі. Використання у локальних мережах дуже простих конфігурацій (спільна шина та кільце) поряд з позитивними мало й негативні наслідки, з-за яких найбільш неприємними були обмеження по продуктивності та надійності. Наявність тільки одного шляху передачі інформації, поділюваного усіма вузлами мережі, у принципі обмежувало перепускну здатність мережі продуктивністю цього шляху (яка ділиться у середньому на число комп'ютерів мережі), а надійність мережі - надійністю цього шляху. Тому по мірі підвищення популярності локальних мереж і розширення їх сфер застосування все більш почали використовуватися спеціальні комунікаційні пристрої - мости та маршрутизатори, - які у значній мірі знімали обмеження єдиного поділюваного середовища передачі даних. Базові конфігурації у формі спільної шини та кільця перетворилися у елементарні структури локальних мереж, які можна тепер з'єднувати одна з одною більш складним чином, утворюючи паралельні основні та резервні шляхи між вузлами. У 1980 році був створений комітет 802 по стандартизації локальних мереж, у результаті роботи якого була прийнята родина стандартів ІЕЕЕ 802.х, які містять рекомендації по проектуванню нижніх рівнів локальних мереж. Пізніше результати роботи цього комітета було покладено у основу комплексу міжнародних стандартів ISO 802.1-802.5. Ці стандарти були створені на основі дуже розповсюджених фірмових стандартів мереж Ethernet, ArcNet i Token Ring. Стандарти родини 802.х охоплюють тільки два нижніх рівні семирівневої моделі OSI - фізичний та канальний. Це пов'язано з тим, що саме ці рівні у найбільшій степіні віддзеркалюють специфіку локальних мереж. Старші ж рівні, починаючи з мережного, у значній степіні мають спільні риси як для локальних, так і для глобальних мереж. Специфіка локальних мереж також знайшла своє віддзеркалення у поділі канального рівня на два підрівня, які називають також рівнями. Канальний рівень (Date Link Layer) поділяється у локальних мережах на два підрівня:

• логічної передачі даних (Logical Link Control, LLC);

• керування доступом до середовища (Madia Access Control, MAC).

Рівень МАС з'явився з-за існування у локальних мережах поділюваного середовища передачі даних. Саме цей рівень забезпечує коректне спільне використання загального середовища, надаючи його у відповідності з визначеним алгоритмом у розпорядження тієї чи іншої станції мережі. Рівень LLC відповідає за передачу кадрів даних між вузлами із різною степінню надійності, а також реалізує функції інтерфейса із прилеглим до нього мережним рівнем. Саме через рівень LLC мережний протокол запрошує у канального рівня потрібну йому транспортну операцію з потрібною якістю. На рівні LLC існує декілька режимів роботи, які відрізняються наявністю або відсутністю на цьому рівні процедур поновлення кадрів у випадку їх втрати або скривлення, тобто, які відрізняються якістю транспортних послуг цього рівня. Протоколи рівнів МАС і LLC взаємно незалежні - кожний протокол рівня МАС може використовуватися із будь-яким протоколом рівня LLC, і навпаки. Стандарти ІЕЕЕ 802 мають достатньо чітку структуру, наведену на рис. 5.5.

Рисунок 5.5 Структура стандартів ІЕЕЕ 802.х

Ця виокремленню в різних фірмових технологіях спільних підходів та спільних функцій, а також погодження стилів їх опису. В результаті канальний рівень був поділений на два згаданих підрівня. Опис кожної технології поділений на дві частини: опис рівня МАС і опис фізичного рівня. Як видно з рисунка, практично у кожної технології єдиному протоколу рівня МАС відповідає декілька варіантів протоколів фізичного рівня ( на рисунку наведені тільки технології Ethernet i Token Ring, але все сказане справедливо також і для інших технологій, таких як ArcNet, FDDI, 100VG-AnyLAN).