Принципы построения локальных вычислительных сетей. Кольцевая топология

Термин топология сети означает способ соединения компьютеров в сеть. Вы также можете услышать другие названия – структура сети или конфигурация сети (это одно и то же). Кроме того, понятие топологии включает множество правил, которые определяют места размещения компьютеров, способы прокладки кабеля, способы размещения связующего оборудования и многое другое. На сегодняшний день сформировались и устоялись несколько основных топологий. Из них можно отметить “шину ”, “кольцо ” и “звезду ”.

Топология “шина”

Топология шина (или, как ее еще часто называют общая шина или магистраль ) предполагает использование одного кабеля, к которому подсоединены все рабочие станции. Общий кабель используется всеми станциями по очереди. Все сообщения, посылаемые отдельными рабочими станциями, принимаются и прослушиваются всеми остальными компьютерами, подключенными к сети. Из этого потока каждая рабочая станция отбирает адресованные только ей сообщения.

Достоинства топологии “шина”:

• простота настройки;
• относительная простота монтажа и дешевизна, если все рабочие станции расположены рядом;
• выход из строя одной или нескольких рабочих станций никак не отражается на работе всей сети.

Недостатки топологии “шина”:

• неполадки шины в любом месте (обрыв кабеля, выход из строя сетевого коннектора) приводят к неработоспособности сети;
• сложность поиска неисправностей;
• низкая производительность – в каждый момент времени только один компьютер может передавать данные в сеть, с увеличением числа рабочих станций производительность сети падает;
• плохая масштабируемость – для добавления новых рабочих станций необходимо заменять участки существующей шины.

Именно по топологии “шина” строились локальные сети на коаксиальном кабеле . В этом случае в качестве шины выступали отрезки коаксиального кабеля, соединенные Т-коннекторами. Шина прокладывалась через все помещения и подходила к каждому компьютеру. Боковой вывод Т-коннектора вставлялся в разъем на сетевой карте. Вот как это выглядело:Сейчас такие сети безнадежно устарели и повсюду заменены “звездой” на витой паре, однако оборудование под коаксиальный кабель еще можно увидеть на некоторых предприятиях.

Топология “кольцо”

Кольцо – это топология локальной сети, в которой рабочие станции подключены последовательно друг к другу, образуя замкнутое кольцо. Данные передаются от одной рабочей станции к другой в одном направлении (по кругу). Каждый ПК работает как повторитель, ретранслируя сообщения к следующему ПК, т.е. данные передаются от одного компьютера к другому как бы по эстафете. Если компьютер получает данные, предназначенные для другого компьютера – он передает их дальше по кольцу, в ином случае они дальше не передаются.

Достоинства кольцевой топологии:

• простота установки;
• практически полное отсутствие дополнительного оборудования;
• возможность устойчивой работы без существенного падения скорости передачи данных при интенсивной загрузке сети.

Однако “кольцо” имеет и существенные недостатки:

• каждая рабочая станция должна активно участвовать в пересылке информации; в случае выхода из строя хотя бы одной из них или обрыва кабеля – работа всей сети останавливается;
• подключение новой рабочей станции требует краткосрочного выключения сети, поскольку во время установки нового ПК кольцо должно быть разомкнуто;
• сложность конфигурирования и настройки;
• сложность поиска неисправностей.

Кольцевая топология сети используется довольно редко. Основное применение она нашла в оптоволоконных сетях стандарта Token Ring.

Топология “звезда”

Звезда – это топология локальной сети, где каждая рабочая станция присоединена к центральному устройству (коммутатору или маршрутизатору). Центральное устройство управляет движением пакетов в сети. Каждый компьютер через сетевую карту подключается к коммутатору отдельным кабелем. При необходимости можно объединить вместе несколько сетей с топологией “звезда” – в результате вы получите конфигурацию сети с древовидной топологией. Древовидная топология распространена в крупных компаниях. Мы не будем ее подробно рассматривать в данной статье.

Топология “звезда” на сегодняшний день стала основной при построении локальных сетей. Это произошло благодаря ее многочисленным достоинствам:

• выход из строя одной рабочей станции или повреждение ее кабеля не отражается на работе всей сети в целом;
• отличная масштабируемость: для подключения новой рабочей станции достаточно проложить от коммутатора отдельный кабель;
• легкий поиск и устранение неисправностей и обрывов в сети;
• высокая производительность;
• простота настройки и администрирования;
• в сеть легко встраивается дополнительное оборудование.

Однако, как и любая топология, “звезда” не лишена недостатков:

• выход из строя центрального коммутатора обернется неработоспособностью всей сети;
• дополнительные затраты на сетевое оборудование – устройство, к которому будут подключены все компьютеры сети (коммутатор);
• число рабочих станций ограничено количеством портов в центральном коммутаторе.

Звезда – самая распространенная топология для проводных и беспроводных сетей. Примером звездообразной топологии является сеть с кабелем типа витая пара, и коммутатором в качестве центрального устройства. Именно такие сети встречаются в большинстве организаций.

Знаете ли Вы, в чем ложность понятия "физический вакуум"?

Физический вакуум - понятие релятивистской квантовой физики, под ним там понимают низшее (основное) энергетическое состояние квантованного поля, обладающее нулевыми импульсом, моментом импульса и другими квантовыми числами. Физическим вакуумом релятивистские теоретики называют полностью лишённое вещества пространство, заполненное неизмеряемым, а значит, лишь воображаемым полем. Такое состояние по мнению релятивистов не является абсолютной пустотой, но пространством, заполненным некими фантомными (виртуальными) частицами. Релятивистская квантовая теория поля утверждает, что, в согласии с принципом неопределённости Гейзенберга, в физическом вакууме постоянно рождаются и исчезают виртуальные, то есть кажущиеся (кому кажущиеся?), частицы: происходят так называемые нулевые колебания полей. Виртуальные частицы физического вакуума, а следовательно, он сам, по определению не имеют системы отсчета, так как в противном случае нарушался бы принцип относительности Эйнштейна, на котором основывается теория относительности (то есть стала бы возможной абсолютная система измерения с отсчетом от частиц физического вакуума, что в свою очередь однозначно опровергло бы принцип относительности, на котором постороена СТО). Таким образом, физический вакуум и его частицы не есть элементы физического мира, но лишь элементы теории относительности, которые существуют не в реальном мире, но лишь в релятивистских формулах, нарушая при этом принцип причинности (возникают и исчезают беспричинно), принцип объективности (виртуальные частицы можно считать в зависимсоти от желания теоретика либо существующими, либо не существующими), принцип фактической измеримости (не наблюдаемы, не имеют своей ИСО).

Когда тот или иной физик использует понятие "физический вакуум", он либо не понимает абсурдности этого термина, либо лукавит, являясь скрытым или явным приверженцем релятивистской идеологии.

Понять абсурдность этого понятия легче всего обратившись к истокам его возникновения. Рождено оно было Полем Дираком в 1930-х, когда стало ясно, что отрицание эфира в чистом виде, как это делал великий математик, но посредственный физик , уже нельзя. Слишком много фактов противоречит этому.

Для защиты релятивизма Поль Дирак ввел афизическое и алогичное понятие отрицательной энергии, а затем и существование "моря" двух компенсирующих друг друга энергий в вакууме - положительной и отрицательной, а также "моря" компенсирующих друг друга частиц - виртуальных (то есть кажущихся) электронов и позитронов в вакууме.

Кастинговая сеть имеет множество названий: накидка, накидушка, намет, покрывашка, парашют . Как ни странно, любители ловли кастинговой сетью и особенно специалисты этой ловли встречаются у нас достаточно редко. Причин тому множество. Исторически сложилось так, что с давних пор ловля накидной сетью была традиционным способом рыболовства в странах в основном южных (Южная Америка, Азия). Рыбаки в тех краях занимаются подобной рыбалкой с детства и результатов достигают поразительных.

Туристы с изумлением наблюдают, как туземный рыбак далеко швыряет непонятный сверток, тот на лету разворачивается в большую круглую сеть, которая вскоре возвращалась из мутных вод с богатым уловом. Изумление сменялось вполне законным желанием: хотим ловить так же ! В результате кастинговая сеть стремительно начала завоевывать нетрадиционные для себя страны.

Принцип ловли заключается в следующем: сеть собирается на руку определенным образом (так, чтобы легко развернулась в полете), затем горизонтально набрасывается на воду и накрывает участок воды, соответствующий диаметру раскрытой сети. После того как огруженная часть сети опустится на дно, сеть вытаскивается за шнур, прикрепленный к основанию. Возможна ловля рыб в толще воды, без опускания снасти на дно, но для этого требуется сеть несколько измененной конструкции.

Кастинговая сеть (американский тип) пример

Кастинговые сети делятся на две большие группы: американского типа и испанского. Американский тип более удобный при забросе, более уловистый и более простой для изготовления своими руками. Испанский тип имеет одно преимущество : в местах с неудобным для ловли подводным рельефом она менее склонна зацепляться за камни, топляки и т. п.

Кастинговая сеть представляет собой сетевое полотно в форме правильного круга, по краю которого пришит шнур, оснащенный очень часто посаженными свинцовыми грузилами. Для вытягивания сети служит центральный плетеный шнур (крученый ни в коем случае не годится), достаточно толстый (чтобы не резал руки при быстрой выборке снасти), обычно как минимум 5–6 мм. Стандартная длина его 4–4,5 м, но многие любители, в совершенстве освоив снасть, увеличивают длину шнура в 1,5–2 раза. На конце шнура имеется петля диаметром 20–25 см.

В американских сетях центральный шнур другим концом крепится к многочисленным стропам (прожилинам), протянутым к грузовому шнуру, в испанских – к центральной части сети. Это конструктивное различие определяет и разную работу сети после заброса.

При вытаскивании снасти американского типа центральный шнур с помощью прожилин подтягивает грузовой шнур к центру и практически собирает его воедино в компактный комок, тем самым затягивая сеть и образуя мешок с закрытым выходом. При вытаскивании сети испанского типа грузила сходятся к центру под действием тяги шнура и собственной тяжести, закрывая выход, и улов остается в карманах сети, расположенных по ее периметру.

На американской снасти в самом центре сети имеется небольшое круглое отверстие (5–6 см в диаметре), и сетевое полотно по его краю крепится к пластмассовой или фторопластовой втулке. Во втулке просверлено одно отверстие (для самых маленьких сетей) либо несколько (6–8 см для самых больших), сквозь которые скользят стропы-прожилины.

Сетевое полотно (с достаточно мелкими ячеями, от 9 до 15 мм) берется как из мононити, так и из крученой нити.

Советы по изготовлению кастинговой сети американского типа

Если кто-то захочет изготовить кастинговую сеть американского типа своими руками, ему стоит следовать нескольким правилам:

1. Свинцовые грузила сажаются на грузовой шнур равномерно и весьма часто, с расстоянием между их центрами не более 10–12 см. Вес грузил – от 20 до 35 г, в зависимости от величины сети; их форма – сильно вытянутый цилиндр; шаровидные грузы, особенно способные провалиться в ячейку сети, неприменимы. Если грузила использовать не покупные, а отливать самому, необходимо тщательно обработать каждое, устранив все неровности и дефекты литья.
2. Прожилины (стропы) изготавливаются из лески (мононити, плетенка затрудняет ловлю) толщиной 1 мм и более, длина их ненамного превышает радиус снасти. Крепятся прожилины к грузовому шнуру достаточно часто, не реже, чем через 0,5 м, и соответственно, число их растет с увеличением размера снасти. Если в пластмассовой втулке просверлено не одно, а несколько отверстий, то через каждое необходимо пропустить те прожилины, что ведут к соответствующему краю сети, не допуская перекрещивания. Острые кромки на краях отверстий, любые неровности и заусенцы недопустимы.
3. Узел, собирающий воедино прожилины, делается как можно более компактным и аккуратным, без торчащих в сторону хвостиков лески. Поскольку при забросе возникает крутящий момент, лучше присоединять его к тяговому центральному шнуру через вертлюг достаточной прочности. Иногда перед узлом ставят пластиковый диск диаметром 3–4 см с отверстиями по краю (по числу прожилин), и пропускают каждую прожилину в свое отверстие.

Кастинговая сеть своими руками видео:

С сетью какого размера начинать обучение забросам?

Вопрос, не имеющий однозначного ответа. С одной стороны, чем меньше радиус сети, тем легче ее забрасывать, и этап обучения проходит значительно быстрее. Однако в совершенстве освоив заброс трехфутовой сети (в основном пригодной для ловли живцов), переучиваться на большую снасть достаточно трудно. Многое зависит и от физических параметров рыболова: чем выше его рост и длиннее руки, тем легче будет научиться забрасывать сеть большого размера.

Советую для начала определиться: а зачем, собственно, вам нужна кастинговая сеть? Для любителей ловли хищника на живца кастинговая сеть – незаменимое вспомогательное орудие. В полном смысле незаменимое: никогда при добывании живцов удочкой или малявочником любой другой конструкции вы не начнете ловлю хищников столь же быстро после прихода на водоем, как если бы у вас лежала в рюкзаке компактная и готовая к немедленному использованию кастинговая сеть. Быстрее можно начать охоту на щуку или судака, лишь привезя живцов с собой, что не всегда удобно.

Так что если вы планируете использовать кастинговую сеть лишь как малявочницу – покупайте простую в освоении трехфутовку, и проблема с живцом навсегда отпадет. К тому же в качестве бонуса иногда (особенно по мутной воде или при ночных забросах) можно зацепить и крупную рыбину. Но если предполагается, что кастинговая сеть станет основным орудием ловли, причем достаточно крупных рыб, то начинать осваивать снасть лучше с сети радиусом не менее 1,7–2 м. Учиться забрасывать, конечно, будете дольше, но затем переход даже на десятифутовку проблем не составит.

Техника заброса

На рисунке изображены фазы заброса как для американского, так и для испанского типа сетей. Рыбак стоит на берегу, но все-таки начинать обучение лучше всего не на речке или озере, а на какой-нибудь лужайке или подстриженном газоне. Естественно, в полевых условиях, на водоеме, прежде чем начинать подготовку, сеть тщательно очищают от тины и прочей водной растительности, оставшейся от предыдущего заброса.

Фазы заброса сети

Тяговый шнур собирается кольцами в левую руку, снасть берется вытянутой рукой за центральную часть (или за втулку – для сети американского типа), легонько встряхивается так, чтобы сеть вытянулась и расправилась. Если грузовой шнур где-то образовал петлю, ее надо расправить свободной рукой. Затем правой рукой перехватывается верхняя часть снасти (от четверти до половины сети, в зависимости от ее радиуса) и собирается одной или двумя петлями – тоже в левую руку. Дальше наступает очередь грузового шнура. Он берется за две точки все той же левой рукой и правой, причем руки расставляются достаточно широко, так, чтобы оставшаяся свободной часть сети как можно больше растянулась.

Если посмотреть зарубежные видеоматериалы, можно увидеть, как специалисты иногда на этом этапе подготовки к забросу берут одно грузило в зубы, чтобы достигнуть еще большего растяжения сети.

Следующий этап – непосредственно сам заброс. Выполняется он после двух-трех раскачивающих движений либо после одного широкого замаха (при этом корпус рыболова разворачивается почти на 180°). Самое главное в этот момент – плоскость, в которой движется снасть. Кастинговая сеть, на лету разворачиваясь, должна лететь по наиболее пологой траектории и окончательно развернуться в круг незадолго до касания воды. Последнее зависит уже от силы броска, умение соизмерять которую приходит исключительно с тренировками.

Еще один момент, в котором я не согласен с зарубежными инструкторами: в большинстве своем они рекомендуют петлю на конце шнура перед забросом захлестывать на кисти левой руки. На тренировках это неплохо получается, но на водоеме, когда руки мокрые, снасть легко может улететь в реку или озеро вместе со шнуром. Надежнее крепить петлю за поясной ремень.

Описанная техника заброса не единственно возможная. Почти каждый ловец с приобретением опыта начинает ее модернизировать, подстраивая под свои индивидуальные особенности и под конкретные условия ловли. Например, можно не собирать тяговый шнур кольцами на руку, а оставлять его лежать под ногами (при условии, что берег достаточно чистый и шнур не зацепится за ветки, корни, коряги и т. п.). Время подготовки к забросу сокращается, что увеличивает количество бросков за рыбалку и соответственно размеры улова.

Сети не самого большого радиуса (до 1,7 м, для самых высокорослых рыбаков – до 2 м) можно забрасывать, не собирая в петли верхнюю часть сети. Обе руки, поднятые и расставленные как можно шире, берутся за грузовой шнур, излишки шнура собираются в петли, по 2–3 в каждую руку, так, чтобы нижний край сети не доставал до земли 30–40 см, затем сеть забрасывается, вернее набрасывается на водоем характерным движением, напоминающим те, какими набрасывают широкую скатерть на стол или простыню на кровать. Мне даже доводилось видеть, как кастин-говую сеть забрасывают вдвоем: ловили два невысоких мальчика-подростка, каждый из которых едва ли смог бы самостоятельно забросить снасть, – они брали за грузовой шнур сеть, стоя по бокам от нее, широко растягивали в горизонтальной плоскости и, синхронно раскачав, отправляли в водоем.

Выбор места

Решительно не годятся для ловли кастинговой сетью места слишком глубокие, с быстрым течением, с коряжистым или покрытым валунами дном, с обильной подводной растительностью. Крутые подводные склоны – так называемые « » – тоже не позволяют захватывать держащуюся над ними рыбу. При ловле с берега следует избегать мест, сильно заросших деревьями, кустами и даже такой однолетней растительностью, как полынь, бурьян и так далее по крайней мере на пару метров вокруг рыбака должно быть чистое и ровное пространство.

Нет смысла ловить с обрывов, с набережных и мостов, возвышающихся над поверхностью воды более чем на 2 м – грузила сети, даже правильно заброшенной, при ее падении с большой высоты начинают сходиться вместе, и вместо правильного плоского круга снасть приобретает форму вытянутого конуса. Ловля в незнакомых местах всегда чревата зацепами, повреждениями сети и обрывами прожилин.

Выборка сети

Как только грузовой шнур заброшенной сети коснется дна, что определяется по ослаблению тягового шнура, снасть начинают выбирать резким рывком. Этот рывок позволяет, во-первых, быстро свести вместе грузила, закрыв выход пойманной рыбе, во-вторых, поднимает сеть над дном, снижая вероятность зацепов.

Тактика ловли

Ловля кастинговой сетью не менее многогранна, чем ужение, и может применяться в самых разнообразных условиях, на весьма отличающихся друг от друга водоемах и для поимки отличающихся повадками и образом жизни рыб.

Ловля живца

Проще всего ловить кастинговой сетью живцов и вообще мелкую рыбу. Достаточно лишь правильно выбрать место и сделать удачный заброс, иногда всего один, и если мелочь ходит густыми стайками, то после первого же броска три-четыре десятка рыбешек отправляются в ведро; теперь можно переходить к ловле хищника на живца. Ни лодка, ни ловля взабродку для добывания живцов не требуются, забросы производятся с берега. Надо лишь высмотреть в прозрачной воде, где лежат на песчаной отмели пескари или плавают возле водорослей стайки окуньков или плотвичек.

Ловля крупной рыбы

Более крупные рыбы – ловятся почти всегда вслепую, в местах их скопления. Даже увидев стайку таких рыб на мелководье, подбираться к ним с кастинговой сетью не стоит, если рыбак видит рыбу, то и рыба видит рыбака, и полет сети заставляет ее быстро отпрянуть в сторону. Во время весеннего хода рыбы очень удобно выбирать на реке места перед каким-либо естественным препятствием с ровным дном и небольшой глубиной от 0,5 до 1,5 м. Забросы осуществляются примерно по той же схеме, что и ловля спиннингом: сначала сеть накрывает ближние к рыбаку участки, затем находящиеся на среднем удалении, потом самые дальние, насколько это позволяет длина тягового шнура. При этом стоит учитывать, что рыба не очень сильно пугается плеска упавшей на воду кастинговой сети (этот плеск негромкий, если заброс выполнен правильно) рыба не бросается прочь, а обычно слегка скатывается вниз по течению. Поэтому выбранный для ловли участок реки стоит всегда облавливать, двигаясь по берегу вниз по течению.

Весенняя ловля производится днем, но по мере просветления воды лучшие уловы случаются в сумерках или ночью. Летом, когда в большом количествев водоемах появляется подводная растительность, количество мест, пригодных для ловли вслепую, резко сокращается. Гораздо интереснее в это время охотится с кастинговой сетью, выслеживая единичные экземпляры крупных рыб.

Очень увлекательна ловля линя. Занимаются ею на неглубоких местах реки с очень медленным течением и илистым дном. Признаком, подтверждающим, что линь кормится в этом месте, служит цепочка пузырьков, поднимающаяся с потревоженного рыбой дна. Лодка не нужна, места кормежки линя обычно расположены неподалеку от берега, иногда, если речка неширокая и берега достаточно крутые, – буквально в метре от уреза воды. Если на месте ловли имеются чересчур густые заросли водной растительности, например кувшинок, надлежит заранее сделать в них несколько прогалин, в 2–3 раза превышающих размеры сети. Крупный лещ тоже часто выдает места своей кормежки пузырьками. Но поймать его кастинговой сетью гораздо сложнее. Лещ более осторожен, кормится в более глубоких ямах и чаще всего успевает ускользнуть из опускающейся на него сети.

Ловить щуку удобно в жаркие солнечные дни, объезжая вдвоем на лодке неглубокие заливчики и протоки, обрамленные зарослями тростника или рогоза. Лодка должна быть с невысокими бортами, с широкого носа которых удобно делать заброс. Высмотрев щуку, обычно застывшую вполводы неподалеку от стены тростника, рыбак показывает на нее гребцу, и, когда лодка приближается на достаточное расстояние, набрасывает на рыбу сеть.
Более добычлива весенняя ловля щук на мелководных местах нереста, проводимая иногда с берега, но чаще взабродку. Здесь необходимо владеть дальним забросом, подойти вплотную к нерестящейся щуке трудно. Заметив место, где плещется рыба, рыбак с максимально возможной дистанции набрасывает на него сеть, и зачастую вместе со щукой-икрянкой вытягивает и пару молочников. Нередки и неудачные забросы, когда подводная растительность, на которую мечет икру щука, мешает сети правильно закрыться. Нерест крупного (килограммового и выше) карася продолжается недолго, одно-два утра, но если удастся попасть на него с кастинговой сетью, то улов весьма порадует. Место для броска здесь порой определяется не только по всплескам, но и по косвенным признакам: по шевелению торчащих над водой стеблей водных растений, по так называемым «усам», которые образует на поверхности воды неглубоко плывущая крупная рыба, по мелким рыбешкам, во все стороны выпрыгивающим из воды (мальки не разбираются, мирная или хищная рыбина к ним подплывает).

Нерест карпа схож с карасиным, но карп – более осторожная рыба и часто нерестится на более удаленных от берегов мелководьях, поросших водной растительностью. Поэтому подбираться к нему лучше на лодке, соблюдая максимальную тишину.

Кастинговая сеть — забросы видео

Такая топология сети (ее схема приведена на рис. 4.5) широко применяется для построения сетей SDH с использованием первых двух уровней систем передачи SDH (скорости передачи 155,52 и 622,08 Мбит/с) на сети доступа . Основная особенность и достоинство этой топологии – легкость обеспечения системы защиты типа «1+1» благодаря наличию в синхронных мультиплексорах DIM двух пар оптических линейных (агрегатных) портов. Они дают возможность образовать СЛТ в форме двойной кольцевой структуры со встречными цифровыми потоками (на рис. 4.5 они показаны стрелками).

Кольцевая топология обладает рядом свойств, которые позволяют сети самовосстанавливаться, т. е. обеспечивать защиту от некоторых достаточно 226

распространенных типов отказов. Поэтому остановимся на основных свойствах кольцевой топологии сети более подробно.

«Интеллектуальные» возможности DIM позволяют образовать кольцевые самовосстанавливающиеся («самозалечивающиеся») сети двух типов: однонаправленные и двунаправленные .

В сетях первого типа используются два оптических волокна. Каждый передаваемый цифровой поток направляется по кольцевой сети в обоих (противоположных) направлениях, а в пункте приема, как и в случае защиты по схеме «1+1» в топологии сети «точка – точка» (см. рис. 4.2), осуществляется выбор одного из двух принятых сигналов (лучшего по качеству, например, по наименьшему коэффициенту ошибок). Передача цифровых потоков по всем основным участкам СЛТ происходит в одном направлении (например, по часовой стрелке), а по всем резервным – в противоположном. Поэтому такая кольцевая сеть и называется однонаправленной с переключением СЛТ или с закрепленным резервом. Схема прохождения сигналов по основному и резервному участкам СЛТ рассматриваемой кольцевой сети показана на рис. 4.5 .

Двунаправленная кольцевая сеть может быть образована с помощью двух (топология

«сдвоенное кольцо») или четырех (два «сдвоенных кольца») оптических волокон. В двунаправленной кольцевой сети с двумя волокнами передаваемые ЦЛС не дублируются. При работе такой сети цифровые потоки пунктов доступа передаются по кольцу кратчайшим путем во встречных направлениях (отсюда и название «двунаправленное кольцо»). При возникновении отказа на любом участке СЛТ посредством DIM, включенных на концах отказавшего участка, выполняется переключение всего цифрового потока, поступавшего на этот участок, в обратном направлении. Такую конфигурацию сети называют также кольцом с переключением участков или кольцом, защищенным с помощью совместно используемого резерва.

Пример двунаправленной кольцевой сети с двумя ОВ приведен на рис. 4.6 . На нем показаны схемы прохождения сигналов для одного из вариантов соединения пунктов доступа в рабочем (доаварийном) режиме (рис. 4.6, а) и в аварийном режиме при отказе одного из участков СЛТ кольцевой сети, который перечеркнут крестом (рис. 4.6, б). Поврежденный участок СЛТ исключается из схемы кольца, но связь между всеми пунктами доступа на сети сохраняется.

Сравнивая однонаправленную и двунаправленную кольцевые сети с двумя волокнами между собой, следует заметить, что при отказе одного участка можно сохранить полную работоспособность любой из этих сетей. Однако в большинстве случаев двунаправленное кольцо сети оказывается более экономичным, поскольку требует меньшей пропускной способности. Это объясняется тем, что для сигналов, передаваемых на различных пересекающихся участках кольцевой сети, используют одни и те же оптические волокна (как в основном, так и в аварийном режиме работы). В то же время однонаправленное кольцо сети проще в реализации.

Однонаправленные кольцевые сети больше подходят в случае «центростремительного» трафика, в частности, для сетей доступа к ближайшему узлу. Двунаправленные кольца сети предпочтительнее при равномерном трафике, например, для построения цифровых соединительных линий между мощными электронными АТС, или цифровыми коммутационными станциями (ЦКС).

Двунаправленная кольцевая сеть с четырьмя волокнами обеспечивает более высокий уровень отказоустойчивости, чем кольцо сети с двумя оптическими волокнами, однако затраты на построение четырехволоконной кольцевой сети существенно больше. В сетевых структурах с двумя сдвоенными кольцами при отказе на каком-либо участке СЛТ первоначально делается попытка перейти на другую пару оптических волокон в пределах того же (отказавшего) участка. Но если это не удается, то осуществляется реконфигурация кольцевой сети, аналогичная той, что показана на рис. 4.6, б.

Несмотря на высокую стоимость четырехволоконной кольцевой сети, в последнее время она находит все большее применение на высокоскоростных сетях SDH, так как она обеспечивает очень высокую надежность.

Выше рассматривался только случай, когда в аварийном состоянии оказался участок СЛТ кольцевой сети, т. е. оптическое волокно линейного кабеля. Однако в такой сети отказать в работе может и мультиплексор. В этой ситуации резервирование как таковое не используется, а работоспособность сети в целом (на уровне линейных блоков) восстанавливается путем исключения из схемы функционирования поврежденного мультиплексора. Современные системы управления DIM обеспечивают обходной путь, который позволяет пропускать цифровой поток в обход отказавшего мультиплексора в данном пункте кольцевой сети .

Топология (конфигурация) – это способ соединения компьютеров в сеть. Тип топологии определяет стоимость, защищенность, производительность и надежность эксплуатации рабочих станций, для которых имеет значение время обращения к файловому серверу.

Понятие топологии широко используется при создании сетей. Одним из подходов к классификации топологий ЛВС является выделение двух основных классов топологий: широковещательные и последовательные.

В широковещательных топологиях ПК передает сигналы, которые могут быть восприняты остальными ПК. К таким топологиям относятся топологии: общая шина, дерево, звезда.

В последовательных топологиях информация передается только одному ПК. Примерами таких топологий являются: произвольная (произвольное соединение ПК), кольцо, цепочка.

При выборе оптимальной топологии преследуются три основных цели:

Обеспечение альтернативной маршрутизации и максимальной надежности передачи данных;

Выбор оптимального маршрута передачи блоков данных;

Предоставление приемлемого времени ответа и нужной пропускной способности.

При выборе конкретного типа сети важно учитывать ее топологию. Основными сетевыми топологиями являются: шинная (линейная) топология, звездообразная, кольцевая и древовидная.

Например, в конфигурации сети ArcNet используется одновременно и линейная, и звездообразная топология. Сети Token Ring физически выглядят как звезда, но логически их пакеты передаются по кольцу. Передача данных в сети Ethernet происходит по линейной шине, так что все станции видят сигнал одновременно.

Виды топологий

Существуют пять основных топологий (рис. 3.1): общая шина (Bus); кольцо (Ring); звезда (Star); древовидная (Tree); ячеистая (Mesh).

Рис. 3.1. Типы топологий

Общая шина

Общая шина – это тип сетевой топологии, в которой рабочие станции расположены вдоль одного участка кабеля, называемого сегментом. Топология общая шина (рис. 3.2) предполагает использование одного кабеля, к которому подключаются все компьютеры сети.

В случае топологии Общая шина кабель используется всеми станциями по очереди:

Рис. 3.2. Топология Общая шина

1. При передаче пакетов данных каждый компьютер адресует его конкретному компьютеру ЛВС, передавая его по сетевому кабелю в виде электрических сигналов.

2. Пакет в виде электрических сигналов передается по «шине» в обоих направлениях всем компьютерам сети.

3. Однако информацию принимает только тот адрес, который соответствует адресу получателя, указанному в заголовке пакета. Так как в каждый момент времени в сети может вести передачу только одна PC, то производительности ЛВС зависит от количества PC, подключенных к шине. Чем их больше, тем больше ожидающих передачи данных, тем ниже производительности сети. Однако нельзя указать прямую зависимость пропускной способности сети от количества PC, так как на нее также влияют:

· характеристики аппаратного обеспечения PC сети;

· частота, с которой передают сообщения PC;

· тип работающих сетевых приложений;

· тип кабеля и расстояние между PC в сети.

«Шина» – пассивная топология. Это значит, что компьютеры только «слушают» передаваемые по сети данные, но не перемещают их от отправителя к получателю. Поэтому, если один из компьютеров выйдет из строя, это не скажется на работе всей сети.

4. Данные в виде электрических сигналов распространяются по всей сети от одного конца кабеля к другому, и, достигая конца кабеля, будут отражаться и занимать «шину», что не позволит другим компьютерам осуществлять передачу.

5. Чтобы предотвратить отражение электрических сигналов, на каждом конце кабеля устанавливаются терминаторы (Т), поглощающие сигналы, прошедшие по «шине»,

6. При значительном расстоянии между PC (например, 180 м для тонкого коаксиального кабеля) в сегменте «шины» может наблюдаться ослабление электрического сигнала, что может привести к искажению или потере передаваемого пакета данных. В этом случае исходный сегмент следует разделить на два, установив между ними дополнительное устройство – репитер (повторитель), который усиливает принятый сигнал перед тем, как послать его дальше.

Правильно размещенные на длине сети повторители позволяют увеличить длину обслуживаемой сети и расстояние между соседними компьютерами. Следует помнить, что все концы сетевого кабеля должны быть к чему-либо подключены: к PC, терминатору или повторителю.

Разрыв сетевого кабеля или отсоединение одного из его концов приводит к прекращению функционирования сети. Сеть «падает». Сами PC сети остаются полностью работоспособными, но не могут взаимодействовать друг с другом. Если ЛВС на основе сервера, где большая часть программных и информационных ресурсов хранится на сервере, то PC, хотя и остаются работоспособными, но для практической работы малопригодны.

Шинная топология используется в сетях Ethernet, однако в последнее время встречается редко.

Примерами использования топологии общая шина является сеть 10Base-5 (соединение ПК толстым коаксиальным кабелем) и 10Base-2 (соединение ПК тонким коаксиальным кабелем).

Кольцо

Кольцо – это топология ЛВС, в которой каждая станция соединена с двумя другими станциями, образуя кольцо (рис. 3.3). Данные передаются от одной рабочей станции к другой в одном направлении (по кольцу). Каждый ПК работает как повторитель, ретранслируя сообщения к следующему ПК, т.е. данные, передаются от одного компьютера к другому как бы по эстафете. Если компьютер получает данные, предназначенные для другого компьютера, он передает их дальше по кольцу, в ином случае они дальше не передаются. Основная проблема при кольцевой топологии заключается в том, что каждая рабочая станция должна активно участвовать в пересылке информации, и в случае выхода из строя хотя бы одной из них, вся сеть парализуется. Подключение новой рабочей станции требует краткосрочного выключения сети, т.к. во время установки кольцо должно быть разомкнуто. Топология Кольцо имеет хорошо предсказуемое время отклика, определяемое числом рабочих станций.

Рис. 3.3. Топология Кольцо

Чистая кольцевая топология используется редко. Вместо этого кольцевая топология играет транспортную роль в схеме метода доступа. Кольцо описывает логический маршрут, а пакет передается от одной станции к другой, совершая в итоге полный круг. В сетях Token Ring кабельная ветвь из центрального концентратора называется MAU (Multiple Access Unit). MAU имеет внутреннее кольцо, соединяющее все подключенные к нему станции, и используется как альтернативный путь, когда оборван или отсоединен кабель одной рабочей станции. Когда кабель рабочей станции подсоединен к MAU, он просто образует расширение кольца: сигналы поступают к рабочей станции, а затем возвращаются обратно во внутреннее кольцо.

Звезда

Звезда – это топология ЛВС (рис. 3.4), в которой все рабочие станции присоединены к центральному узлу (например, к концентратору), который устанавливает, поддерживает и разрывает связи между рабочими станциями. Преимуществом такой топологии является возможность простого исключения неисправного узла. Однако, если неисправен центральный узел, вся сеть выходит из строя.

Рис. 3.4. Топология Звезда

В этом случае каждый компьютер через специальный сетевой адаптер подключается отдельным кабелем к объединяющему устройству. При необходимости можно объединять вместе несколько сетей с топологией Звезда, при этом получаются разветвленные конфигурации сети. В каждой точке ветвления необходимо использовать специальные соединители (распределители, повторители или устройства доступа).

Примером звездообразной топологии является топология Ethernet с кабелем типа Витая пара 10BASE-T, центром Звезды обычно является Hub.

Звездообразная топология обеспечивает защиту от разрыва кабеля. Если кабель рабочей станции будет поврежден, это не приведет к выходу из строя всего сегмента сети. Она позволяет также легко диагностировать проблемы подключения, так как каждая рабочая станция имеет свой собственный кабельный сегмент, подключенный к концентратору. Для диагностики достаточно найти разрыв кабеля, который ведет к неработающей станции. Остальная часть сети продолжает нормально работать.

Однако звездообразная топология имеет и недостатки. Во-первых, она требует много кабеля. Во-вторых, концентраторы довольно дороги. В-третьих, кабельные концентраторы при большом количестве кабеля трудно обслуживать. Однако в большинстве случаев в такой топологии используется недорогой кабель типа витая пара. В некоторых случаях можно даже использовать существующие телефонные кабели. Кроме того, для диагностики и тестирования выгодно собирать все кабельные концы в одном месте.

Сравнительные характеристики базовых сетевых топологий представлены в табл. 3.1.

Таблица 3.1. Сравнительные характеристики базовых сетевых топологий