Topologie logiczne

Topologie logiczne

Topologia logiczna opisuje metodę dostępu urządzeń sieciowych do medium transmisyjnego. Generalnie topologie logiczne są podzielone na:

  • topologie rozgłaszania;
  • topologie przekazywania żetonu (ang. token).

CSMA/CD
Dostęp do medium transmisyjnego w przypadku sieci Ethernet realizowany jest najczęściej przez protokół CSMA/CD (ang. Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection), który jest przykładem topologi rozgłoszenia. Protokół ten wykrywa, czy łącze jest dostępne, a także reaguje na występujące kolizje.

W sieci z protokołem CSMA/CD urządzenia przed nadawaniem sprawdzają , czy medium sieciowe nie jest zajęte. Jeśli węzeł wykryje, że siec jest zajęta będzie oczekiwał przez losowo wybrany czas przed ponowieniem próby. Jeśli węzeł wykryje, że medium nie jest zajęte, rozpocznie nadawanie i nasłuchiwanie. Celem nasłuchiwania jest upewnienie się, że żadna inna stacja nie nadaje w tym samym czasie. Po zakończeniu transmisji danych urządzenie powróci do trybu nasłuchiwania.

Jeśli dwa urządzenia rozpoczęły nadawanie w tym samym czasie, występuje kolizja, która jest wykrywana przez urządzenia nadawcze. Transmisja danych zostaje wówczas przerwana. Węzły zatrzymują nadawanie na losowo wybrany czas, po którym jest podejmowana kolejna próba uzyskania dostępu do medium.

Ta metoda transmisji jest wykorzystywana w sieciach Ethernet zbudowanych na bazie fizycznej topologii magistrali, gwiazdy oraz siatki.

Metoda transmisji z wykrywaniem kolizji.

Innym trybem pracy sieci w kontekście przesyłania informacji jest pełny dupleks. Polega on na tym, że dostępna szerokość pasma podzielona jest na odrębne kanały. W celu wyodrębnienia osobnego kanału można użyć poszczególnych przewodów kabla wielożyłowego. W sieciach LAN typowy dupleks realizowany jest dzięki technologii przełączania. Dzięki niemu urządzenia sieciowe mogą jednocześnie dane wysyłać i je odbierać. Omawiając metody rywalizacji dostępu wymienić należy dwie główne:

  • z wykrywaniem kolizji (CSMA/CD [info] – Carier Sense Multiple Access/Collision Detection)
  • z unikaniem kolizji (CSMA/CA [info] - Carier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)

Sieciową transmisję z wykrywaniem kolizji przedstawić można w uproszczeniu wg. poniższego schematu blokowego.

Stacja sprawdza czy ktoś już nadaje. Jeśli tak, czeka aż skończy. Stacja zaczyna nadawać cały czas sprawdzając czy ktoś inny nie nadaje jednocześnie z nią. Jeśli nie, to może nadawać dalej. W przypadku gdy ktoś nadawał (wykryto kolizję), przerywa nadawanie i odczekuje losowy odcinek czasu. Potem zaczyna nadawać od początku.

TOKEN

Dostęp do medium transmisyjnego jest zrealizowany przez przekazywanie żetonu. Żeton (ang. token) dostępu jest określoną sekwencją bitów zawierających informację kontrolną. Przejęcie żetonu przez urządzenie sieciowe zezwala na rozpoczęcie transmisji danych.

Każda sieć ma tylko jeden żeton dostępu przekazywany między kolejnymi węzłami sieci. Jeśli komputer ma dane do wysłania, usuwa żeton z pierścienia i rozpoczyna transmisję.

Dane wędrują po kolejnych węzłach sieci aż trafią do adresata. Komputer odbierający wysyła do komputera nadającego komunikat o odebraniu danych. Po weryfikacji komputer wysyłający tworzy nowy żeton dostępu i wysyła go do sieci.

 

Ta metoda transmisji jest wykorzystywana m.in. w sieciach Token Ring oraz FDDI.