Методы доступа

Важным аспектом сетевых структур являются методы доступа к сетевой среде, т. е. принципы, используемые компьютерами для обращения к ресурсам сети. Основные методы доступа к сетевой среде основаны на логической топологии сети.

Метод опроса (polling) ассоциирован с логической топологией «звезда»

Первичный узел (primary) сети последовательно опрашивает вторичные (S – secondary) узлы об их состоянии и предоставляет требуемый сетевой ресурс. Метод реализуется в специальных сетях (телеметрических, сетях систем управления производством и технологическими процессами и т. п.).

Метод посылки маркера (token passing) соответствует логической топологии «кольцо». Идею метода посылки маркера иллюстрирует пример пересылки пакета А от станции 1 к станции 3, где пакет с точкой внутри – пакет с отметкой (флагом) получения.

Рис. 1.3.2. Посылка маркера

Наиболее ярко этот метод реализован в технологиях Token Ring/Token Bus (IEEE 802.5/802.4) и FDDI.

Технология Token Ring была разработана в 1984 г. фирмой IBM и обеспечивала скорость 4 Мбит/с (в современных реализациях эта скорость увеличена до 16 Мбит/с). В 1998 г. были предложены высокоскоростные версии технологии под названием High-Speed Token Ring для скоростей 100 или 155 Мбит/с. В качестве физической линии может использоваться либо коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 70 Ом (максимальная длина кольца — 4000 м), либо экранированная витая пара STP (Shielded Twisted Pair) с расстоянием между концентратором и конечным узлом до 100 м, либо неэкранированная витая пара UTP (Unshielded Twisted Pair) с расстоянием между концентратором и конечным узлом до 45 м, либо волоконно-оптический кабель. Технология позволяет поддерживать до 260 компьютеров в сети.

Технология FDDI (Fiber Distributed Data Interface – оптоволоконный распределённый доступ к данным) разработана ANSI в 1986-8 гг. и предусматривает соединение до 500 компьютеров двойным (для повышения надёжности) кольцом оптоволокна длинной до 100 км со скоростью обмена 100 Мбит/с.

Метод конкуренции (competition) связан с логической топологией «общая шина».

Наиболее распространённая версия метода имеет название CSMA/CD (Carrier Sensing Multiple Access with Collision Detection) – прослушивание «несущей», множественный доступ, обнаружение коллизий (столкновений).

Процедура разрешения коллизий состоит в использовании случайной задержки при повторной передаче. При каждой следующей попытке интервал задержек увеличивается (например, в технологии Ethernet вдвое). Количество попыток ограничено (в технологии Ethernet их не более 16).

Для предотвращения неустранимых коллизий необходимо, чтобы длительность самого короткого кадра была больше двойного времени прохождения сигнала между крайними узлами сети.

Важным для этого метода является понятие коллизионного домена (collision domain), т. е. совокупности узлов, распознающих коллизию независимо от того, в каком узле эта коллизия возникла.

ISDN

Технология ISDN (Integrated Services Digital Network) – цифровая сеть с интеграцией услуг явилась результатом развития идеи «оцифровки» телефонных сетей общего пользования вплоть до потребителя, которому весь спектр услуг (телефонные переговоры, факсимильные сообщения, охранная и пожарная сигнализация, компьютерная передача данных и т. д.) предоставляется посредством цифровых сигналов. У истоков ISDN в 70-е гг. прошлого века под эгидой ITU-T (CCITT) стояли ведущие телефонные компании и министерствами связи наиболее развитых стран.

Первоначальная версия ISDN была рассчитана на скорость 64 кбит/с и получила название узкополосной N-ISDN (Narrowband). Эта технология не нашла широкого применения из-за длительности разработки (к моменту окончательного утверждения всех протоколов скорости в 64 кбит/с было явно недостаточно) и больших финансовых затратах, поскольку потребовалось бы заменить не только станционное оборудование, но и все терминальные аппараты абонентов. Внимание к ISDN объясняется не самой технологией, а появившимися в связи с ней терминами и выделившимися из неё такими популярные технологиями, как ATM, xDSL, Frame Relay и пр.