Методы доступа к сети

Загруженная автомобильная дорога. Если бы не было правил дорожного движения и контролирующих приборов (светофоры, дорожные знаки, правила дорожного движения), то неизбежно машины сталкивались бы. Аналогичная ситуация и в коммуникационных технологиях: чтобы сигналы, передаваемые по линиям связи, «не сталкивались» друг с другом, нужны методы доступа к сети.

Все данные, передаваемые по сети, помещаются в кадры определенной структуры и снабжаются уникальным адресом станции назначения. Чтобы получить возможность передавать кадр станция (компьютер) должна убедиться, что среда, разделяемая между станциями (например, кабель) свободна. Если две и более станций одновременно пытаются передавать кадр данных по общей среде, то при этом происходит коллизия (столкновение, конфликт) кадров, что ведёт к искажению передаваемой информации.

Метод доступа к сети CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) – множественный доступ с контролем носителя и обнаружением коллизий (конфликтов). Контроль носителя (кабеля) − перед передачей кадра компьютер проверяет, нет ли передачи по этому кабелю данных от другого компьютера, т.е. занят кабель или нет. Множественный доступ - несколько компьютеров могут начать передачу данных в сеть одновременно. Обнаружение коллизий - проверка линии перед передачей данных (два компьютера одновременно могут начать передавать сигналы, что приведет к конфликту-коллизии).

Метод доступа к сети CSMA/CA ( Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) – множественный доступ с контролем носителя и предотвращением коллизий. Производительность этого метода ниже, чем CSMA/CD, т.к. дополнительно компьютер посылает сигналы запроса (RTS – Request to Send) на передачу данных. Фактически количество поступающих на кабель сигналов почти удваивается.

Метод доступа к сети передача маркера – метод без конфликтов. Сигнал, называемый маркером, передается по сети от одного компьютера к другому, пока не достигнет компьютера, который хочет начать передачу данных. Передающий компьютер захватывает маркер, добавляет данные к сигналу маркера и передаёт его обратно в сеть. В пакете данных содержится адрес назначения пакета. Чаще всего этот метод используется в кольцевой топологии, например, в сетях Token Ring, FDDI

Token Ring. Сетевая архитектура Token Ring была разработана в 1980-х годах для преодоления некоторых трудностей, присущих сетям конкурентного типа, например, Ethernet, в которых компьютеры «состязаются» за доступ к сети. В Token Ring используется маркерный способ доступа к сети. В отличие от Ethernet в сети Token Ring невозможны конфликты данных, происходящие при одновременном начале передачи информации двумя компьютерами. В качестве физической среды могут использоваться витая пара и оптоволокно. Скорость передачи данных 4 или 16 Мбит/с. Физически Token Ring имеет звездообразную топологию, а логически - кольцевую. Кольцо фактически находится внутри концентратора, в котором порты соединены в непрерывный круг и данные проходят по кругу. Требования к сетям Token Ring определяются стандартами IEEE 802.5.

Технология Token Ring является более сложной технологией, чем Ethernet. Она обладает свойствами отказоустойчивости. За счет обратной связи кольца одна из станций − активный монитор непрерывно контролирует наличие маркера, а также время оборота маркера и кадров данных. Сеть Token Ring может строиться на основе нескольких колец, разделенных мостами.

 

FDDI. Технология FDDI (Fiber Distributed Data Interface) - оптоволоконный интерфейс распределенных данных. Это первая технология локальных сетей, в которой средой передачи данных является волоконно-оптический кабель. Технология FDDI во многом основывается на технологии Token Ring, развивая и совершенствуя, ее идеи.

Использование волоконно-оптического кабеля в сочетании с преимуществами кольцевой топологии позволяет повысить производительность сети.

Сеть строится на основе двух оптоволоконных колец, которые образуют основной и резервный пути передачи данных. При этом наличие двух колец повышает отказоустойчивость сети. Двойное кольцо может поддержать до 500 узлов. Общая длина кольца не должна превышать 100 км, однако на каждые 2 км нужно ставить повторитель. Скорость передачи данных до 100 Мбит/с, метод доступа к сети - маркерный.

В нормальном режиме данные передаются по первичному кольцу, однако, если он выходит из строя, данные автоматически переходят на вторичное кольцо и передаются в обратном направлении. Когда это происходят, то говорят, что сеть находится в свернутом состоянии. Этим обеспечивается высокая устойчивость соединения к ошибкам.

Компьютеры в сети FDDI делятся на два класса: а) компьютеры, подключенные к кабелям обоих колец; б) компьютеры, подключенные только к одному кольцу.

 

Схема 9. Базовые технологии ЛВС

Сети FDDI и Token Ring 802.5 отличаются также количеством кадров, циркулирующих по кольцу одновременно. По кольцу FDDI одновременно может циркулировать много кадров, следовательно, несколько компьютеров могут осуществлять передачу одновременно.

Недостатки сети: установка сети FDDI обходится относительно дорого; ограничения на расстояние делают архитектуру FDDI непригодной для построения глобальных сетей.