3.6. КОНФИГУРАЦИИ СЕТЕЙ

Оконечные установки передачи данных, как правило, выгоднее соединять между собой через узлы некоторой сети, а не напрямую. Поэтому оконечные установки обычно объединяются в сети, узлы которых оснащаются коммутационным оборудованием.

При этом возникает вопрос о наиболее благоприятных формах взаимного расположения и соединения узлов сети.

3.6.1. ОСНОВНЫЕ ВИДЫ СТРУКТУР СЕТЕЙ

3.6.1.1. ПОЛНОСВЯЗНАЯ СЕТЬ

Наиболее общей по своей структуре является полносвязная сеть, в которой каждый узел связан с каждым другим узлом пучком соединительных линий (рис. 3.18 а).

Рис. 3.18. Структуры сетей: а) полносвязная; б) звездообразная; в) линейная; г) кольцевая

С увеличением числа узлов такой сети число пучков быстро возрастает. Для увеличения числа узлов с до необходимо новых пучков линий, так что расширение сети можно осуществить лишь ценой больших затрат. Однако то, что любой соединительный тракт проходит не более, чем через два узла и одну соединительную линию, является важным преимуществом такой сети. Благодаря этому время установления соединения (при коммутации каналов) или хранения данных в запоминающих устройствах (при коммутации сообщений) оказывается минимальным. В случае выхода из строя какого-либо пучка проходивший по нему поток информации может быть направлен по другим пучкам в обход, а выход из строя какого-либо узла сети затрагивает только соединения с подключенными к нему оконечными установками. Таким образом, область, на которую распространяется отказ, в такой сети также минимальна.

3.6.1.2. ЗВЕЗДООБРАЗНАЯ СЕТЬ

Другим основным структурным бидом сетей является звездообразная сеть. Она получается из полносвязной сети, если в последней удалить все пучки, кроме тех, которые ведут к центральному узлу (рис. 3.186). Конечно, нагрузка пучков, которые в полносвязной сети соединяют каждый из узлов со всеми остальными, не может быть передана радиальному пучку с таким же числом линий, а требует большего пучка. Однако он не обязательно должен быть в раз больше прежнего, так как при одинаковых допустимых потерях каждая линия в более крупном пучке может быть загружена сильнее, чем в более мелком (см. том 1, разд. 6.2.2.1).

Звездообразную сеть расширить гораздо проще, чем полносвязную, поскольку с добавлением каждого нового узла появляется только один новый пучок. Однако в такой сети большинство соединительных трактов проходит через три сетевых узла, что с точки зрения минимизации времени установления соединения или времени ожидания невыгодно. Еще более существенным недостатком звездообразной сети является большой объем отказа: при выходе из строя одного пучка прерывается весь обмен с соответствующим сетевым узлом; при отказе центрального узла все узлы сети оказываются разъединенными между собой.

3.6.1.3. СЕТЬ С ЛИНЕИНОИ СТРУКТУРОЙ

Сеть с линейной структурой (рис. 3.18 в), как и звездообразная сеть, содержит лишь минимальное число пучков, причем пучки, расположенные в середине сети, обычно загружены наиболее сильно. Однако в то время, как в звездообразной сети каждый соединительный тракт включает в себя не более трех сетевых узлов, в линейной сети он может проходить через все узлы. Если принять, что нагрузка равномерно распределена между всеми узлами, то среднее число узлов, входящих в соединительный тракт, линейно возрастает с увеличением общего количества узлов в сети и всегда не меньше, чем в звездообразной сети. В отношении объема отказа линейная сеть имеет преимущества по сравнению с звездообразной: хотя выход из строя какого-либо пучка приводит к разъединению сети на две отдельные части, зато и при отказе сетевого узла происходит лишь такое же разделение сети, а не полное разъединение всех узлов, как при отказе центрального узла в звездообразной сети.

3.6.1.4. КОЛЬЦЕВАЯ СЕТЬ

Объем отказа можно сократить в еще большей степени, если соединить между собой оконечные узлы линейной сети. Тогда из нее получается кольцевая сеть (рис. 3.18 г). Отказ одного пучка

влияет на ее работу так же мало, как и в случае полносвязной сети, а выход из строя одного сетевого узла сказывается только на соединениях с подключенными к нему оконечными установками. Кроме того, число узлов в соединительном тракте такой сети меньше, чем в тракте линейной сети.