Разделяемая среда передачи данных

Еще одним параметром разделяемого канала связи является количество под­ключенных к нему узлов. В приведенных выше примерах к каждому каналу связи подключались только два взаимодействующих узла, точнее — два интерфейса (рис. 2.18, а и б). В телекоммуникационных сетях используется и другой вид подключения, когда к одному каналу подключается несколько интерфейсов (рис. 2.18, в). Такое множественное подключение интерфейсов порождает уже рассматривавшуюся выше топологию «общая шина», иногда называемую также шлейфовым подключением. Во всех этих случаях возникает проблема организа­ции совместного использования канала несколькими интерфейсами. Возможны различные варианты разделения каналов связи между интерфейсами. На рис. 2.18, а коммутаторы К1 и К2 связаны двумя однонаправленными физи­ческими каналами, то есть такими, по которым информация может передаваться только в одном направлении. В этом случае передающий интерфейс является ак­тивным, и физическая среда передачи находится под его управлением. Пассивный интерфейс только принимает данные. Проблема разделения канала между интер­фейсами здесь отсутствует. (Заметим, однако, что задача мультиплексирования потоков данных в канале при этом сохраняется.) На практике два однонаправлен­ных канала, реализующие в целом дуплексную связь между двумя устройствами, обычно рассматриваются как один дуплексный канал, а пара интерфейсов одного устройства — как передающая и принимающая части одного и того же интерфейса. На рис. 2.18, б коммутаторы К1 и К2 связаны каналом, который может переда­вать данные в обе стороны, но только попеременно. При этом возникает необхо­димость в механизме старонизации доступа интерфейсов К1 и К2 к такому ка­налу. Обобщением этого варианта является случай, показанный на рис. 2.18, в, когда к каналу связи подключаются несколько (больше двух) интерфейсов, об­разуя общую шину.

Совместно используемый несколькими интерфейсами физический канал назы­вают разделяемым (shared). Часто применяют также термин разделяемая среда передачи данных¹. Разделяемые каналы связи требуются не только для связей типа коммутатор-коммутатор, но и для связей компьютер-коммутатор и компьютер-компьютер.

Существуют различные способы решения задачи организации совместного дос­тупа к разделяемым линиям связи. Одни из них подразумевают централизован­ный подход, когда доступом управляет специальное устройство — арбитр, дру­гие — децентрализованный. Внутри компьютера проблемы разделения линий связи между различными модулями также существуют — примером является доступ к системной шине, которым управляет либо процессор, либо специальный арбитр шины. В сетях организация совместного доступа к линиям связи имеет свою спе­цифику из-за существенно большего времени распространения сигналов по ли­ниям связи, поэтому процедуры согласования доступа к линии связи могут занимать слишком большой промежуток времени и приводить к значительным потерям производительности сети. Именно по этой причине разделяемые между интерфейсами среды практически не используются в глобальных сетях.

В локальных же сетях разделяемые среды используются достаточно часто благо­даря простоте и экономичности их реализации. Этот подход, в частности, приме­няется в доминирующей сегодня в локальных сетях технологии Ethernet, а также в популярных в прошлом технологиях Token Ring и FDDI.

Однако в последние годы стала преобладать другая тенденция — отказ от разде­ляемых сред передачи данных и в локальных сетях. Это связано с тем, что за дос­тигаемое таким образом удешевление сети приходится расплачиваться произво­дительностью.

Сеть с разделяемой средой при большом количестве узлов будет работать всегда медлен­нее, чем аналогичная сеть с индивидуальными двухточечными линиями связями, так как пропускная способность линии связи при ее совместном использовании делится между несколькими компьютерами сети.

И тем не менее не только в классических, но и в некоторых совсем новых тех­нологиях, разработанных для локальных сетей, сохраняется режим разделяемых линий связи. Например, разработчики технологии Gigabit Ethernet, принятой в 1998 году в качестве нового стандарта, включили режим разделения среды в свои спецификации наряду с режимом работы по индивидуальным линиям связи.