показано на рисунке, конверты, двигаясь по кольцевому каналу, доходят до всех систем. Если в одном из лучей произошел обрыв, то кольцевой канал разрывается. В этом случае специальные схемы коммутатора, замыкают переключатели того луча, в котором произошел обрыв, и таким образом, восстанавливают кольцо. При этом поврежденный луч отключают от кольца для ремонта.

Подводя итоги рассмотрения всех трех схем циклического кольца можно сделать следующие выводы.

1.Одним из основных недостатков классического варианта локальной сети циклическое кольцо является ненадежность его кольцевого канала. Для

преодоления этого недостатка были спроектированы различные варианты его модернизации, два из которых мы рассмотрели.

2.Вторым недостатком циклического кольца является зависимость времени доведения информации не только от скорости работы канала, но и от числа повторений, включаемых в сеть. Второй недостаток принципиально не преодолим. Поэтому, если время доведения данных имеет принципиальное значение для потребителей, то в качестве ЛС используется моноканал.

Моноканал

Моноканал состоит из физической среды и группы СА. В качестве физической среды могут использоваться коаксиальный кабель, бифилярный провод (витая пара проводов в экране), волоконно-оптический кабель и радиоканал. Поясним это рисунками 46 и 47.

1. На рис. 46 представлен фрагмент моноканала, использующего коаксиальный кабель.

Рис. 46

б) На рис. 47 представлен фрагмент моноканала, использующего бифилярный провод.

59

Рис. 47

в) Моноканал, применяющий волоконно-оптический кабель, использует его стеклянные жилы, через которые информация передается в виде световых сигналов. Для этого применяются оптические разъемы, специальные приемники и передатчики, фото- и светодиоды.

На границе любой разновидности моноканала СА предоставляют точки интерфейса, к которым подключаются абонентские ЭВМ.

Передача информации в моноканал осуществляется следующим образом: ЭВМ передает подготовительный пакет своему СА, который формирует кадр данных и преобразует полученные сигналы в такую форму, с которой взаимодействует физическая среда. Сигналы распространяются от источника по физической среде в обе стороны, достигая всех сетевых адаптеров, установленных в моноканале. Таким образом, кадр, посланный одной системой, получают все системы сети.

Система, которой данный кадр адресован, передает его для обработки своей ЭВМ, а остальные системы этот кадр уничтожают. Адрес в кадре может быть индивидуальным, групповым и циркулярным.

Организация магистральных ЛС

Основой организации ЛС с использованием моноканала являются:

1.состав информационного моноканала.

2.способ доступа к каналу.

3.протоколы управления физическим и информационным каналами.

Все они влияют на эффективность локальной сети, которая характеризуется затратами оборудования в СА, средней задержкой передачи данных, возможностью сохранения работоспособности ЛС при отказах отдельных СА и пропускной возможностью информационного моноканала.

Например, из соображения надежности моноканалы ЛС строятся в основном по принципу самоуправления, когда для каждой системы канал является равнодоступным средством передачи данных. При распределенном управлении затраты оборудования больше, чем при самоуправлении. Поэтому

для получения тех же характеристик надежности приходится дублировать аппаратуру в том или ином виде, что увеличивает стоимость локальной сети.

60

Способ доступа к каналу задается протоколом канального уровня и тоже влияет на надежностные характеристики ЛС.

Различают три основных способа доступа к моноканалу:

1.Свободный (самоуправляемый или случайный)

2.Управляемый

3.Комбинированный

При свободном доступе каждая из систем захватывает канал для передачи данных в произвольный момент времени. Если две системы одновременно начинаю передачу, то данные каждой из них искажаются, в результате чего подлежат повторной передаче, момент которой назначается для каждой системы по специальному алгоритму.

Управляемый доступ основан на поочередном предоставлении системам разрешении на передачу данных.

Комбинированный доступ основан на использовании свободного и управляемого доступов к каналу на разных фазах работы систем сети.

В локальных сетях с магистральной структурой наиболее широко используется свободный доступ, а с кольцевой структурой – управляемый.

Свободный доступ с проверкой столкновений

При этом способе каждая система организует прием передаваемого ею кадра и сравнение данных приема и передачи (рис. 48). Несовпадение этих данных называется столкновением.

передача прием

≠

столкно-

вение

моноканал

Рис. 48

Оно является сигналом для прекращения передачи данных. Повторение

передачи искаженных данных начинается каждой из столкнувшихся систем через случайный достаточно большой интервал времени, разный для каждой системы. Промежуток времени, в течение которого могут столкнуться в канале кадры разных систем, называется периодом уязвимости информации. Если предположить, что в моноканале работает всего две системы, то в течение какого промежутка времени может произойти столкновение их кадров?

61

Для способа свободного доступа с проверкой столкновения период уязвимости их информации равен двум длительностям передаваемых кадров

(рис. 49).

t

Рис. 49

Из-за столкновения реальная пропускная способность моноканала

оказывается существенно меньше номинальной пропускной способности физического канала. Исследования показывают, что свободный доступ с

проверкой столкновений позволяют использовать для передачи данных не более 18,4% пропускной способности физического канала, что приводит к значительным потерям эффективности локальной сети. Однако этот способ прост в реализации. Простота приводит к уменьшению количества электрорадиоэлементов сетевого адаптера и, следовательно, к повышению надежности ЛС в целом. Из-за этого свободный доступ с проверкой столкновений широко используется на практике, при этом различным образом совершенствуясь путем согласования интенсивности потока, генерируемого отдельными системами, с предельной пропускной способностью физического канала, а также за счет выбора времени задержки повторной передачи кадров.

Синхронный свободный доступ с проверкой столкновений

Для уменьшения периода уязвимости в этом способе работа систем синхронизируется, а именно всем системам дается разрешение на передачу в один и тот же момент времени. Период синхронизации систем выбран по времени равным длительности окна Т, т.е. длительности одного кадра. В результате этой синхронизации период уязвимости сокращается в два раза. Исследования показали, что способ позволяет использовать для передачи данных не более 36,8% пропускной способности физического канала, т.е. он в два раза лучше, чем предыдущий, но имеет большие затраты оборудования из- за внедрения генератора синхросигналов, линий для их доставки и резервирования аппаратуры. Все это приводит к некоторому ухудшению показателей надежности сети по сравнению с предыдущим способом, но полученный выигрыш покрывает эти затраты.

62