Бит-ориентированный протокол удобен относительно коммуникационной среды, так как канал связи как раз и ориентирован на передачу последовательности битов. Для ЭВМ он не очень удобен, потому что из поступаюп1ей последовательности битов приходится выделять байты для последующей обработки сообщения. Впрочем, учитывая быстродействие ЭВ.М, можно считать, что эта операция не окажет существенного влияния на ее производительность.

6.2.3. Физическая передающая среда в ЛВС

Физическая среда обеспечивает перенос информации между абонентами вычислительной сети. Физическая передающая среда в ЛВС может быть представлена следующими типами кабелей: одиночный провод, витая пара проводов, коаксиальный кабель, оптоволоконный кабель.

Однопроводныс соединения используются в авто.мобильных мультиплексных системах со скоростью передачи информации ниже 10 Кбит/с. Помехозащищенность низкая.

Витая пара состоит из двух изолированных проводов, свитых между собой (рис. 6.5). Скручивание проводов уменьшает влияние внешних электромагнитных полей на передаваемые сигналы. Самый простой вариант витой пары - телефонный кабель. Витые пары имеют различные характеристики, определяемые размерами, изоляцией и HjaroM скручивания. Невысокая стоимость этого вида передающей среды делает ее достаточно популярной д;1я ЛВС.

Основной недостаток витой пары - п.юхая помехозащищенность и низкая скорость передачи информации - не более 1 Мбит/с. Технологические усовершенствования позволяют повысить скорость передачи и помехо.защищенность (экранированная витая пара), но при этом возрастает стоимость этого типа передающей среды. В автомобильных сетях витые пары работают при скоростях обмена не выше 500 Кбит/с.

Проблемы с электромагнитной совместимостью возникают уже при скорости обмена выше 100 Кбит/с. Однопроводныс кабели и витые пары удобно подключать к узла.м сети.

Коаксиальный кабель (рис. 6.6) по сравнению с витой парой обладает более высокой механической прочностью, помехозащип1снностью и обеспечивает скорость передачи информации до 50 Мбит/с. Для промышленного использования выпуска-

Рис. 6.5. Витая пара

Внешний проводник

Изоляция

Внутренний проводник

Защитное покрытие

Рис. 6.6. Коаксиальный кабель

Защитное покрытие

Стеклянное покрытие

Оптическое волокно Рис. 6.7. Оптоволоконный кабель

ются два типа коаксиальных кабелей: толстый и тонкий. Толстый кабель более прочен и передает сигналы нужной амплитуды на большее расстояние, чем тонкий. В то же время топкий кабель значительно дешевле. Коаксиалыгый кабель также, как и витая пара, является одним из популярных типов персдаюшей среды для ЛВС.

На автомобилях экранированные витые пары или KoaKcnajibHbm кабель работают при скоростях обмена данными не более 10 Мбит/с, имеют хоро1пую электромагнитную совместимость, по подключать к узлам их неудобно, нужны специальные Т-образные ответвители.

Оптоволоконный кабель - идеальная передаюи1ая среда (рис. 6.7). Он не подвержен действию электромагнитных полей и сам практически не и.меет ихчуче-ния. Последнее свойство позволяет использовать его в сетях, требующих укрытия секретной информации.

Скорость передачи информации по оптоволоко1пюму кабелю более 50 Мбит/с. По сравнению с предыдущими типами передающей среды он имеет более высокую стоимость, мс1юе технологичен в эксплуатации.

6.2.4. Основные топологии ЛВС

Вычислительные машины (контроллеры для автомобиля), входящие в состав ЛВС, .могут быть расположены самым случайным образом на объекте, где создается вычислительная сеть. Следует заметить, что для способа обращения к передающей среде и методов управления сетью небезразлично, как расположены абонентские ЭВМ. Поэтому имеет смысл говорить о топологии ЛВС.

Топология ЛВС - это формшжзовапная геометрическая схема соединений узлов сети.

Топологии вычислительных сетей .могуг быть самыми различными, по для локальных вычислительных сетей типичны.ми являются всего три: кольцевая, шинная, звездообразная.

Иногда для упрощения используют тср.мины - кольцо, шина и звезда. Не следует думать, что рассматриваемые типы топологий представляют собой идеальное кольцо, идеальную прямую или звезду.

Любую компьютерную сеть можно рассматривать как совокупность узчов.

Узел - любое устройство, непосредствснгю подключенное к передаюи1ей среде сети.

Топология форма.11изуст схему соединений узлов сети. Так, и эллипс, и замкнутая кривая, и замкнутая ло.маная линия относятся к кольцевой топологии, а незамкнутая ломаная линия - к 1пинной.

Кольцевая топология предусматривает соединение узлов сети в замкнутый контур кабелем передающей среды (рис. 6.8). Выход одного узла сети соединяется со входом другого. Информация по кольцу передается от узла к узлу. Каждый промежуточный узел между передатчиком и приемнико.м ретранслирует посланное сообщение. Принимающий узел распознает и получает только адресованные ему сооби1ения.

Кольцевая топология является идеазьной для сетей, занимаюпщх сравнительно небольшое пространство. В ней отсугствует центральный узел, что повышает надежность сети. Ретрансляция информаггии позволяет использовать в качестве передающей среды любые типы кабелей.

Последовательный порядок обслуживания узлов такой сети снижает се быстродействие, а выход из строя одного из узлов нарушает цс.чостпость кольца и требует принятия специапьиых мер для сохранения тракта передачи информации.

Узел 1

Узел 6

Узел 2

УзелЗ

Узел 5

Узел 4

Рис. 6.8. Сеть кольцевой топологии

Узел 1

Рис. 6.9. Сеть шинной топологии

Узел 2

УзелЗ

Центральный узел

Узел 4

Рис. 6.10. Сеть звездообразной топологии

Шинная топология - одна из наиболее простых (рис. 6.9). Данные от передающего узла сети распространяются по щине в обе стороны. Про.межуточные узлы не транслируют поступающих сообщений. Информация поступает на все узлы, но прини.мает сообщение только тот, которому оно адресовано. Порядок обслуживания - пapaJлeльный. Это обеспечивает высокое быстродействие ЛВС с шинной топологией. Сеть легко наращивать и конфигурировать, а также адаптировать к различным системам. ЛВС с шинной топологией устойчива к возможным неисправностям отдельных узюв. Такие ЛВС наиболее распространены в настоящее время. Следует отметить, что они имеют мачую протяженность и не позволяют использовать различные типы кабеля в пределах одной сети.

Звездообразная топология (рис. 6.10) базируется на концепции центрального узла, к которо.му подключаются периферийные узлы. Каждый периферийный узел имеег свою отдельную линию связи с центральным узлом. Вся информация передастся через центратьный узел, который ретранслирует, перектючает и маршрутизирует инфор.мациопные потоки в сети.

Звездообразная топология значителыю упрощает взаимодействие ухпов ЛВС друг с другом, позволяет использовать более простые сетевые адаптеры. В то же время работоспособность ЛВС со звездообразной тогюлогией целиком зависит от центратьного узла.

В реальных вычислительных сетях могут использоваться более сложные топологии, представляющие в некоторых случаях сочетания рассмотренных.

Выбор той или иной топологии определяется областью применения ЛВС, географическим расположением ее узлов и размерностью сети в целом.

6.2.5. Методы доступа к передающей среде

Передающая среда является общим ресурсом дяя всех узлов ЛВС. Чтобы получить возможность доступа к этому ресурсу из узла сети, необходимы спсциатьные механизмы - методы доступа.

Метод доступа к передающей среде - это метод, обеспечивающий выполнение совокупности правил, по которым узлы сети получают доступ к ресурсу.

Существуют два основных кчасса .методов доступа: детермипировапные, недетерминированные.