Сети кольцевой топологии. Сеть Token Ring,FDDI. Характеристики, функционирование.
Token Ring
Стандарт IEEE.802.5 был принят на основе технологии Token Ring, разработанной компанией IBM в 1984 году. Сети Token Ring стоятся по топологии кольцо и используют маркерный метод доступа к среде передачи данных. Передача данных в среде Token Ring может осуществляться на скоростях 4 и 16 мегабит в секунду. В сети Token Ring 16 Мбит в секунду используются некоторые усовершенствования маркерного метода доступа к разделяемой среде, например, алгоритм раннего освобождения маркера, при котором станция не дожидается возвращения по кольцу переданных ей кадров с подтверждением приема, а передает маркер следующей станции сразу по окончанию своей пересылки кадров.
Технология Token Ring изначально ориентировалась на использовании концентраторов, одной из задач которых является сохранение целостности кольца при выключении одного или нескольких компьютеров.
Концентраторы могут быть пассивными и выполнять функцию простого соединителя для портов, так, чтобы подключаемые станции образовали кольцо, либо активными, при этом концентратор выполняет еще и функцию повторителя сигнала. При этом сеть имеет логическую топологию кольцо, хотя физическое соединение компьютеров имеет структуру типа звезда.
Для соединения узлов сети в качестве физической среды передачи данных могут использоваться кабели на основе экранированной витой пары категории 1 (STP1), неэкранированной витой пары (UTP3,6),а также оптоволокно.
В случае использования пассивных концентраторов для экранирования витой пары допускается подключение до 260 рабочих станций, при этом расстояния между узлами сети не должны превышать 100 метров.
При объединении станций посредством неэкранированной витой пары (UTP3,6), их максимально допустимое число сокращается до 72, а длина между узлами - до 45 метров.
Если установленные концентраторы являются активными, то максимальная длина соединяющего их кабеля не должна превышать 730 метров в случае использования экранированной витой пары и 365 метров - для не экранированной витой пары. Максимальная длина кольца не должна превышать 4000 метров.
Соединение компьютеров в кольцо делает сеть более отказоустойчивой по сравнению с сетями Ethernet. Например, ошибки и сбои в работе сети, вызванные потерей маркера, устраняются автоматически активным монитором. Даже в случае выхода из строя активного монитора сеть продолжит свое нормальное функционирование, передав задачи мониторинга сети другой рабочей станции.
FDDI
Еще одна технология, использующая маркерный метод доступа к среде передачи данных, описывается в стандарте FDDI, разработанном американским институтом по стандартизации ANSI.
FDDI был разработан в 1988г. В качестве физической среды передачи данных здесь используется оптоволоконный кабель. Спустя некоторое время эта технология была реализована с поддержкой кабеля на основе неэкранизированной витой пары 5 категории.
Сеть FDDI строится на основе двух оптоволоконных колец: первичного и вторичного. При нормальной работе сети данные передаются по первичному кольцу, вторичное кольцо при этом не используется.
Наличие двух колец существенно повышает отказоустойчивость сети. В случае обрыва сети кольца «сворачиваются», и пересылка информации происходит по вторичному кольцу. Если образовалось несколько точек разрыва кабеля, то сеть распадается на несколько несвязанных сетей.
Маркерный метод доступа к разделяемой среде FDDI имеет ряд отличий от метода, аналогичного методу Token Ring.
Деление кадров по восьми уровням приоритета здесь не используется. Вместо этого все данные делятся на синхронные и асинхронные. Для пересылки синхронных данных время удержания маркера так же, как и в сетях Token Ring, остается строго фиксированным, но при передаче асинхронных данных, менее чувствительных к задержкам, время удержания маркера меняется в зависимости от степени загруженности кольца. При уменьшении загруженности сети время удержания маркера увеличивается, при увеличении – может уменьшиться практически до нуля. Кроме того, здесь применяется алгоритм раннего освобождения маркера, характерный для себя Token Ring, поддерживающих скорость в 16 Мбит/сек.
Скорость передачи данных для сетей составляет 100 Мбит/сек. Максимальное количество узлов составляет 500. При использовании в качестве физической среды передачи данных многомодового оптоволоконного кабеля расстояние между узлами сети может составлять до 2 км, при использовании одномодового кабеля – до 40 км. В случае кабеля на основе витых пар пятой категории указанное расстояние может составлять до 100 км. Максимальный диаметр двойного кольца не должен превышать 100 км.
Таблица 1 - Характеристики спецификаций использующих маркерный метод доступа.
|
Характеристики |
Спецификации |
||
|
Token Ring |
FDDI |
Token Bus |
|
|
Скорость передачи данных Мбит/с |
4 или 16 |
100 |
10 |
|
Тип кабеля |
STP 1 UTP 3,6 оптоволокно |
Оптоволокно UTP5 |
Коаксиал |
|
Максимальное число улов в сети |
260 для STP 72 для UTP |
500 |
255 |
|
Максимальная длина сегмента, м |
100 (STP) 45 (UTP) |
200 (многомодовое) 40000 (одномодовое) 100 (UTP 5) |
610 |
|
Топологии |
Звезда/кольцо |
Двойное кольцо |
Общая шина, звезда, дерево |
|
Диаметр сети, км |
4 |
100 |
6 |