Характеристика мережевої архітектури (логічної топології) Ethernet, Token Ring.

 

1.

Архітектура Ethernet - це технологія передачі даних в комп'ютерних мережах, розроблена компанією Xerox Corporation в 1976 році. На сьогоднішній день, незважаючи на свій вік, дана архітектура найбільш поширюються при побудові порівняно невеликих локальних обчислювальних мереж завдяки низькій вартості і прийнятній продуктивності. Швидкість передачі даних у мережах Ethernet досягає 10 Мбіт на секунду.

Мережа Ethernet використовує шинну топологію мережі і заснована на використанні як методу управління доступом декількох мережних пристроїв до одного кабеля протокол у CSMA/CD Ethernet (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection - множинний доступ з виявленням носія і вирішенням конфліктів).

Під час роботи Ethernet з протоколом CSMA/CD кожний вузол мережі "прослуховує" канал зв'язку, перед тим як передати що-небудь по мережі. Якщо лінія зв'язку зайнята іншим мережним пристроєм, то в ній присутній спеціальний електронний сигнал, що свідчить про зайнятість кабеля. Вузол мережі може передати свій кадр інформації в мережу, тільки якщо вона не зайнята іншими вузлами. Щойно кабель звільняється, вузол передає в мережу свій кадр і "прослуховує" кабель для виявлення можливих конфліктів з іншими вузлами, що передають свою інформацію. Якщо при передачі кадру виникає зіткнення кадрів, то обидва вузли, залучені в конфлікт, припиняють передачу інформації, чекаючи протягом деякого випадкового інтервалу часу, після чого поновлюють спробу передачі інформації в мережу.

Кожний інформаційний пакет Ethernet містить крім іншої інформації адресу вузла-одержувача, проте при використанні методу CSMA/CD кожний вузол мережі Ethernet обов'язково самостійно перевіряє всі інформаційні пакети, що проходять через нього. Якщо даний пакет не призначений для цього вузла, він передається наступному. Якщо вузол мережі виявив пакет, адресований йому, то виконується така послідовність дій з приймання та обробки отриманого інформаційного пакета:

 

перевіряється цілісність отриманого пакета;

перевіряється довжина пакета, вона не повинна перевищувати 1500 біт;

перевіряється циклічний надмірний код;

перевіряється, чи не є пакет дуже коротким, менше за 64 байт;

пакет передається для подальшої обробки.

 

Подібна організація прийому/передачі інформації повністю виправдовує себе в невеликих за масштабом і кількістю підключених робочих станцій локальних обчислювальних мережах. Із зростанням розміру мережі відповідно зростає і кількість зіткнень інформаційних пакетів у лінії зв'язку, що неминуче призводить до падіння продуктивності мережі.

Залежно від фізичного середовища передачі даних, що використовується в цей час, розрізнюють декілька різновидів мережної архітектури Ethernet: Ethernet 10Base2, Ethernet 10Base5 і Ethernet lOBaseT.

Архітектура Ethernet 10Base2 - найбільш проста з представлених різновидів. Вузли локальної обчислювальної мережі з'єднуються коаксіальним кабелем RG58A/U діаметром 5 мм у вигляді загальної шини. Підключення робочих станцій здійснюється за допомогою спеціальних з'єднувачів (connector) безпосередньо до передаючого кабеля.

Архітектура Ethernet 10Base5 - цей різновид Ethernet, подібно до lOBase2, заснований на шинній топології, але як фізичне середовище передачі інформації використовується коаксіальний кабель RG8 або RG11 діаметром 10 мм. Підключення робочих станцій до передаючого кабеля здійснюється через спеціальні відгалуження (Attachment Unit Interface, АШ - кабель інтерфейсного модуля) і за допомогою спеціального затиску - (Medium Attachment Unit, MAU модуль підключення до середовища або трансивер).

Архітектура Ethernet 10BaseT - цей різновид Ethernet не має загальної шини передачі даних. З'єднання вузлів мережі здійснюється через спеціальний пристрій - концентратор, тому для побудови мереж на базі Ethernet 10BaseT застосовується зіркоподібна топологія.

 

2. Архітектура Token Ring - це технологія передачі даних в комп'ютерних мережах, розроблена компанією IBM. Дана технологія використовує кільцеву топологію комп'ютерної мережі і заснована на так званому маркерному протоколі передачі даних.

Передача даних у мережах Token Ring здійснюється в суворому порядку і заснована на циркуляції всередині кільця, утвореного фізичними каналами зв'язку з підключеними до них робочими станціями спеціального 24-бітового інформаційного пакету - маркера. Як середовище передачі даних використовуються неекранована вита пара (UTP) і екранована вита пара (STP). Швидкість передачі даних у мережах Token-Ring може досягати залежно від типу ліній зв'язку від 4 до 16 Мбіт в секунду. Хоч дана мережа базується на кільцевій топології, вона використовує зіркоподібні робочі групи, приєднані до спеціалізованого концентратора ліній (MSAU - Multi Access Unit), який у свою чергу підключений до основного кільця мережі. При організації мережі на основі маркерного протоколу передачі даних як засіб регулювання потоку інформації використовується маркер, що дає право на передачу даних і переходить від однієї станції до наступної по фізичному кільцю. Якщо станція має яку-небудь інформацію для передачі, вона "захоплює" маркер, позначає його як такий, що використовується, і передає свою інформацію. "Зайнятий" маркер та повідомлення, що передається, рухаються по кільцю і копіюються адресату, після чого повертаються відправнику. Відправник видаляє додане повідомлення і передає маркер, що звільнився, на наступну станцію по лінії.

Відмітною рисою мереж, побудованих за архітектурою Token Ring, є їх висока вартість і складність, що компенсується високою стійкістю до відмов. Це досягається тим, що мережні адаптери Token Ring мають вбудовані засоби контролю і управління мережею, що істотно зменшує імовірність повної відмови мережі.