Кольцевая сеть - Ring network

Изображение, показывающее схему кольцевой сети

А кольцевая сеть это топология сети в котором каждый узел соединяется ровно с двумя другими узлами, образуя единый непрерывный путь для сигналов через каждый узел - кольцо. Данные передаются от узла к узлу, при этом каждый узел обрабатывает каждый пакет.

Кольца могут быть однонаправленными, при этом весь трафик движется по кругу либо по часовой стрелке, либо против часовой стрелки, либо двунаправленным (как в SONET / SDH ). Поскольку однонаправленная кольцевая топология обеспечивает только один путь между любыми двумя узлами, однонаправленные кольцевые сети могут быть нарушены из-за отказа одного канала.[1] Отказ узла или обрыв кабеля могут изолировать каждый узел, подключенный к кольцу. В ответ некоторые кольцевые сети добавляют «кольцо встречного вращения» (C-Ring), чтобы сформировать избыточную топологию: в случае разрыва данные переносятся обратно в дополнительное кольцо до того, как достигнут конца кабеля, поддерживая путь к каждому узлу в результирующем кольце C-Ring. Такие сети "двойного кольца" включают ITU-T с PSTN сеть систем телефонии Система сигнализации № 7 (SS7), Протокол пространственного повторного использования, Оптоволоконный распределенный интерфейс данных (FDDI) и Упругое пакетное кольцо. Сети 802.5 - также известный как IBM маркерное кольцо сетей - полностью избегайте слабости кольцевой топологии: они фактически используют звезда топология на физический слой и блок доступа к среде (MAU) в подражать кольцо в канал передачи данных слой.

Все Система сигнализации № 7 (SS7), а некоторые кольца SONET / SDH имеют два набора двунаправленных каналов между узлами. Это позволяет проводить техническое обслуживание или отказы в нескольких точках кольца, обычно без потери первичного трафика на внешнем кольце, путем переключения трафика на внутреннее кольцо после точек отказа.

Преимущества

Смотрите также: Кольцо защиты
  • Очень упорядоченная сеть, в которой каждое устройство имеет доступ к токену и возможность передачи
  • Работает лучше, чем топология шины при большой нагрузке на сеть
  • Не требует центрального узла для управления связью между компьютерами
  • Благодаря двухточечной конфигурации устройств с устройством на каждой стороне (каждое устройство подключено к своему непосредственному соседу), его довольно легко установить и перенастроить, поскольку добавление или удаление устройства требует перемещения всего двух соединений.
  • Конфигурация линии точка-точка упрощает выявление и локализацию неисправностей.
  • Реконфигурация при сбоях линии двунаправленных колец может быть очень быстрой, так как переключение происходит на высоком уровне, и, таким образом, трафик не требует индивидуальной перенаправления.

Недостатки

  • Одна неисправная рабочая станция может создать проблемы для всей сети. Это можно решить, используя двойное кольцо или выключатель, замыкающий разрыв.
  • Перемещение, добавление и изменение устройств может повлиять на сеть
  • Задержка связи прямо пропорциональна количеству узлов в сети.
  • Пропускная способность распределяется по всем ссылкам между устройствами
  • Сложнее настроить, чем звезду: присоединение узлов = отключение и реконфигурация кольца


Протоколы доступа

Кольца могут использоваться для передачи цепей или пакетов или их комбинации. Кольца SDH несут цепи. Цепи настроены с протоколами внеполосной сигнализации, тогда как пакеты обычно передаются через Средний протокол управления доступом (MAC).

Цель управления доступом к среде передачи - определить, какая станция и когда передает. Как и в любом протоколе MAC, целью является разрешение конфликтов и обеспечение справедливости. Существует три основных класса протоколов доступа к среде для кольцевых сетей: сегментированный, токен и вставка регистра.

Кольцо с прорезями обрабатывает задержку кольцевой сети как большой сдвиговый регистр, который постоянно вращается. Он форматируется в так называемые слоты фиксированного размера. Слот либо полон, либо пуст, на что указывают контрольные флаги в заголовке слота. Станция, которая хочет передать, ожидает пустой слот и вводит данные. Другие станции могут копировать данные и могут освободить слот, или они могут вернуться к источнику, который освободит его. Преимущество выпуска исходного кода, если отправителю запрещено немедленно повторно использовать его, состоит в том, что все другие станции получают возможность использовать его первыми, что позволяет избежать перегрузки полосы пропускания. Ярким примером кольца с прорезями является Кембриджское кольцо.

Заблуждения

  • «Token Ring - пример кольцевой топологии». 802.5 Сети (Token Ring) не используют кольцевую топологию на уровне 1. Как объяснялось выше, сети IBM Token Ring (802.5) подражать кольцо на уровне 2, но использовать физическую звезду на уровне 1.
  • «Кольца предотвращают столкновения». Термин «кольцо» относится только к разводке кабелей. Верно, что в IBM Token Ring нет коллизий, но это из-за метода управления доступом к среде передачи уровня 2, а не из-за физической топологии (которая снова является звездой, а не кольцом). Передача маркера, а не кольцо, предотвращает столкновения.
  • «Передача токенов происходит по кольцам». Передача маркера - это способ управления доступом к кабелю, реализованный на подуровне MAC уровня 2. Кольцевая топология - это разводка кабеля на первом уровне. Можно делать передачу токена по шине (802.4) звездой (802.5) или кольцу (FDDI). Передача токенов не ограничивается кольцами.

Рекомендации

  1. ^ Брэдли Митчелл. «Введение в топологию компьютерной сети». About.com. Получено 18 января, 2016.