Τι είναι η Τοπολογία Δακτυλίου: Εργασία και οι εφαρμογές της

Η διάταξη του δικτύου που περιλαμβάνει κόμβους καθώς και γραμμές σύνδεσης μεταξύ αποστολέα και παραλήπτη είναι γνωστή ως τοπολογία δικτύου, η οποία παίζει βασικό ρόλο στον τρόπο λειτουργίας ενός δικτύου. Μια λειτουργικότητα δικτύου εξαρτάται κυρίως από την τοπολογία. Υπάρχουν διαφορετικά τύπους τοπολογιών δικτύου διαθέσιμο και κάθε τύπος τοπολογίας έχει τις δικές του δομές, τη λειτουργικότητα και τις εφαρμογές του. Αλλά η επιλογή της σωστής τοπολογίας μπορεί να βοηθήσει στην αύξηση της απόδοσης του δικτύου και στη διατήρηση της τοπολογίας του δικτύου βελτιώνοντας τους ρυθμούς μεταφοράς δεδομένων και την ενεργειακή απόδοση. Αυτό το άρθρο εξετάζει έναν από τους τύπους τοπολογιών δικτύου όπως τοπολογία δακτυλίου – εργασία με εφαρμογές.

Τι είναι η Τοπολογία Δακτυλίου;

Ο ορισμός της τοπολογίας του δακτυλίου είναι? ένας τύπος τοπολογίας δικτύου στον οποίο κάθε συσκευή συνδέεται απλώς με δύο πρόσθετες συσκευές σε οποιαδήποτε πλευρά χρησιμοποιώντας ένα ομοαξονικό ή ένα καλώδιο RJ-45 για να σχηματίσει έναν κυκλικό δακτύλιο με συνδεδεμένες συσκευές. Σε αυτόν τον τύπο τοπολογίας, η μετάδοση δεδομένων μπορεί να γίνει σε μία κατεύθυνση κατά μήκος του δακτυλίου που ονομάζεται μονοκατευθυντικός δακτύλιος. Έτσι, τα δεδομένα μεταδίδονται από τη μια συσκευή στην άλλη μέχρι να φτάσουν στον προορισμό.

Πώς λειτουργεί η τοπολογία δακτυλίου;

Σε μια τοπολογία δακτυλίου, κάθε συσκευή συνδέεται απλώς με δύο συσκευές σε κυκλική μορφή. Σε αυτόν τον τύπο τοπολογίας, τα δεδομένα μεταδίδονται από τη μια συσκευή στην άλλη έως ότου τα δεδομένα φτάσουν στον προορισμό τους. Τα δεδομένα από τον κόμβο μετάδοσης στον προορισμό μεταδίδονται χρησιμοποιώντας διακριτικά. Έτσι, αυτή η τοπολογία ονομάζεται επίσης τοπολογία δακτυλίου διακριτικού.

Αυτή η τοπολογία δίνει εντολή σε όλους τους κόμβους μέσα στο δίκτυο να παραμείνουν ενεργοί για μετάδοση δεδομένων, επομένως είναι επίσης γνωστή ως ενεργή τοπολογία. Αν το αρ. των κόμβων εντός του δικτύου είναι μεγάλος, τότε τα διακριτικά πρέπει να μεταπηδήσουν αρκετούς κόμβους πριν φτάσουν στον προορισμό τους και μπορεί να υπάρξει απώλεια δεδομένων. Για να αποφευχθεί αυτή η απώλεια δεδομένων, εγκαθίστανται επαναλήπτες για ενίσχυση της ισχύος του σήματος.

Στην τοπολογία δακτυλίου, η μετάδοση δεδομένων μεταξύ διαφορετικών κόμβων περιλαμβάνει το ακόλουθο βήμα.

• Τα άδεια διακριτικά στο δαχτυλίδι κυκλοφορούν ελεύθερα από ταχύτητα 16 Mbps έως και 100 Mbps.
• Αυτό το διακριτικό περιλαμβάνει σύμβολα κράτησης θέσης για την αποθήκευση πλαισίων δεδομένων και επίσης τη διατήρηση της διεύθυνσης του αποστολέα ή του παραλήπτη.
• Εάν ένας κόμβος εκπομπής επιθυμεί να στείλει ένα μήνυμα, τότε παίρνει ένα διακριτικό και το συσκευάζει με τα δεδομένα, τη διεύθυνση MAC του κόμβου λήψης και το δικό του αναγνωριστικό στα ισοδύναμα κενά του διακριτικού.
• Αυτό το γεμάτο διακριτικό μεταδίδεται στον επόμενο κόμβο εντός του δακτυλίου. Μετά από αυτό, αυτός ο επόμενος κόμβος παίρνει το διακριτικό και ελέγχει εάν τα δεδομένα που μεταδίδονται αντιγράφονται από το πλαίσιο προς τον κόμβο και το διακριτικό έχει μηδενιστεί και μεταδίδεται στον επόμενο κόμβο ή το διακριτικό μεταδίδεται στον επόμενο κόμβο ως έχει.
• Το προηγούμενο βήμα συνεχίζεται έως ότου τα δεδομένα φτάσουν στον σωστό προορισμό.
• Μόλις το διακριτικό φτάσει στον αποστολέα, ανακαλύπτει ότι ο παραλήπτης έχει διαβάσει τα δεδομένα και, στη συνέχεια, θα διαχωρίσει το μήνυμα.
• Το διακριτικό επαναχρησιμοποιείται και είναι έτοιμο για χρήση από οποιονδήποτε από τους κόμβους του δικτύου.
• Εάν ένας κόμβος είναι ακίνητος εντός της διαδρομής του δικτύου δακτυλίου και η επικοινωνία διασπάται και το δίκτυο υποστηρίζει απλώς έναν διπλό δακτύλιο, τότε τα δεδομένα μεταδίδονται προς την αντίστροφη κατεύθυνση προς τον προορισμό.

Πρωτόκολλα στην Τοπολογία Δακτυλίου

Τα δημοφιλή πρωτόκολλα που χρησιμοποιούνται στην τοπολογία δακτυλίου είναι το Resilient Ethernet Protocol (REP) και το Device Level Ring (DLR) & το Media Redundancy Protocol, τα οποία αναλύονται παρακάτω.

Ελαστικό πρωτόκολλο Ethernet

Το REP είναι ένα πρωτόκολλο τοπολογίας δακτυλίου που χρησιμοποιείται για να παρέχει μια προσέγγιση για τη διαχείριση αστοχιών, βρόχους ελέγχου και βοήθεια στην αύξηση του χρόνου σύγκλισης συνήθως 15 ms. Αυτό το πρωτόκολλο δακτυλίου χρησιμοποιείται κυρίως μόνο μεταξύ διακοπτών. Επιπλέον, πολλοί δακτύλιοι REP μπορούν επίσης να υπάρχουν πάνω από έναν διακόπτη. Αυτός ο δακτύλιος REP είναι απλά διατεταγμένος με την εκχώρηση συγκεκριμένων ρόλων θυρών στον διακόπτη όπως Primary, No-Neighbor, Edge, Transit και No-Neighbor Primary.

Δακτύλιος επιπέδου συσκευής

Ο δακτύλιος στάθμης συσκευής είναι ένας τύπος πρωτοκόλλου κουδουνίσματος που χρησιμοποιείται από τις τρέχουσες συσκευές Rockwell Automation όπως προσαρμογείς επικοινωνίας Ethernet/IP, μονάδες PowerFlex, Ελεγκτές CompactLogix®, διακόπτες Stratix® και ControlLogix.

Αυτό το πρωτόκολλο επιτρέπει απλώς τις συσκευές αυτοματισμού να διατάσσονται εντός ενός δακτυλίου μέσω ενός χρόνου διασταύρωσης κάτω των 3 ms. Αυτό το πρωτόκολλο είναι πολύ απλό στη ρύθμιση και πρέπει να ορίσετε έναν επόπτη κουδουνίσματος μόνο για τη σύνδεση του δακτυλίου. Έτσι, ο επόπτης του δακτυλίου απλά παρατηρεί το δαχτυλίδι για να ελέγξει τις βλάβες.

Πρωτόκολλο πλεονασμού πολυμέσων

Το πρωτόκολλο πλεονασμού πολυμέσων χρησιμοποιείται σε μια τοπολογία δακτυλίου για να κρατηθεί μακριά από μεμονωμένα σημεία βλάβης παρέχοντας χρόνο ανάκτησης 10 ms ή λιγότερο, εξισορρόπηση φορτίου και ανοχή σφαλμάτων. Ο τρόπος με τον οποίο λειτουργεί το πρωτόκολλο πλεονασμού μέσων. ένας διακόπτης διαχείρισης δακτυλίου θα μπλοκάρει όλα τα πακέτα μετάδοσης σε μία από τις δύο επιλεγμένες θύρες δακτυλίου για να χωρίσει τον βρόχο μεταγωγής. Η κίνηση από τις συνδεδεμένες συσκευές στους διακόπτες εντός του βρόχου θα εξακολουθεί να έχει μια λωρίδα μεταξύ τους, συμπεριλαμβανομένων περιττών συνδέσμων, εκτός από τον επιβλαβή βρόχο διακόπτη.

Χαρακτηριστικά

ο χαρακτηριστικά της τοπολογίας δακτυλίου περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.

• Σε αυτή την τοπολογία, όχι. χρησιμοποιούνται επαναλήπτες.
• Η μετάδοση δεδομένων είναι μονής κατεύθυνσης.
• Τα δεδομένα σε αυτή την τοπολογία μεταδίδονται με διαδοχικό τρόπο bit-bit.
• Βελτιώνει την πιστότητα του συνδέσμου επικοινωνίας. Εάν ένας μόνο σύνδεσμος σπάσει, τότε ο άλλος είναι έτοιμος για επικοινωνία.
• Είναι εξαιρετικά αξιόπιστο για επικοινωνία μεγάλων αποστάσεων επειδή κάθε κόμβος εντός του δικτύου λειτουργεί σαν επαναλήπτης. Έτσι, το σήμα δεν μειώνει τη δύναμή του.
• Σε αυτήν την τοπολογία, είναι δυνατή η απόκτηση μιας ενσωματωμένης συσκευής επιβεβαίωσης και απελευθερώνεται μόλις το δίκτυο ολοκληρώσει την επικοινωνία του.
• Η χρήση των διακριτικών σε αυτό το δίκτυο θα απαγορεύσει την πιθανότητα συγκρούσεων ή διασταυρούμενης επικοινωνίας επειδή απλώς μια συσκευή έχει φόρτιση δικτύου και δύο συσκευές απλώς επιτρέπεται να επικοινωνούν ταυτόχρονα.

Διαφορά μεταξύ τοπολογίας δακτυλίου, τοπολογίας διαύλου και τοπολογίας αστεριών

Οι διαφορές μεταξύ τοπολογίας δακτυλίου, διαύλου και αστεριού περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.

Χαρακτηριστικά

Τα χαρακτηριστικά της τοπολογίας δακτυλίου περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.

• Σε αυτήν την τοπολογία, εάν ένας υπολογιστής είναι εκτός λειτουργίας, τότε ολόκληρο το δίκτυο θα είναι εκτός λειτουργίας.
• Εάν το κύριο καλώδιο στο δίκτυο είναι απενεργοποιημένο τότε ολόκληρο το δίκτυο θα είναι εκτός λειτουργίας.
• Ένας υπολογιστής μπορεί να μεταδίδει δεδομένα κάθε φορά λόγω διακριτικού.
• Ο μέγιστος αριθμός υπολογιστών εντός του δικτύου μπορεί να επηρεάσει ολόκληρο το δίκτυο, επειδή όταν οι υπολογιστές στο δίκτυο αυξηθούν, τότε το δίκτυο θα είναι αργό.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα

ο πλεονεκτήματα της τοπολογίας δακτυλίου περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.

• Τα δεδομένα σε αυτήν την τοπολογία μεταφέρονται σε μία μόνο κατεύθυνση, επομένως μειώνει τη σύγκρουση πακέτων.
• Δεν απαιτείται διακομιστής δικτύου για τον έλεγχο της συνδεσιμότητας δικτύου.
• Ένας αριθμός συσκευών μπορεί να συνδεθεί χωρίς να επηρεαστεί η απόδοση του δικτύου.
• Εύκολη αναγνώριση & διαχωρισμός μεμονωμένων σημείων αστοχίας.
• Δεν υπάρχει απαίτηση για διακομιστή για τον έλεγχο της συνδεσιμότητας μεταξύ των κόμβων εντός της τοπολογίας.
• Αυτή η τοπολογία είναι πολύ φθηνή για εγκατάσταση και επέκταση.
• Η ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων είναι υψηλή.
• Κάθε υπολογιστής σε αυτήν την τοπολογία έχει ισοδύναμη πρόσβαση σε πόρους.
• Η αναγνώριση σφαλμάτων είναι απλή.
• Σε σύγκριση με την τοπολογία διαύλου, η απόδοση αυτής της τοπολογίας είναι καλύτερη σε βαριά κυκλοφορία λόγω της παρουσίας διακριτικών.

ο μειονεκτήματα της τοπολογίας δακτυλίου περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.

• Αυτός ο τύπος τοπολογίας είναι ακριβός.
• Σε σύγκριση με το τοπολογία λεωφορείου , η απόδοση αυτής της τοπολογίας είναι αργή.
• Η αντιμετώπιση προβλημάτων είναι δύσκολη.
• Αυτές οι τοπολογίες δεν είναι επεκτάσιμες.
• Εξαρτάται από ένα μόνο καλώδιο.
• Όλο το δίκτυο θα πέσει εάν ένας κόμβος πέσει.
• Ένα διακριτικό ή ένα πακέτο δεδομένων πρέπει να περάσει σε όλους τους κόμβους λόγω του μονοκατευθυντικού δακτυλίου,
• Η προσθήκη και η αφαίρεση οποιουδήποτε κόμβου σε ένα δίκτυο είναι πολύ δύσκολη και προκαλεί επίσης πρόβλημα στη δραστηριότητα του δικτύου.

Εφαρμογές/Χρήσεις Τοπολογίας Δακτυλίου

Οι εφαρμογές της τοπολογίας δακτυλίου περιλαμβάνουν τις ακόλουθες.

• Αυτή η τοπολογία χρησιμοποιείται στο τοπικό δίκτυο και σε δίκτυα ευρείας περιοχής.
• Αυτός ο τύπος τοπολογίας χρησιμοποιείται συχνά στον κλάδο των τηλεπικοινωνιών και χρησιμοποιείται συνήθως σε δίκτυα οπτικών ινών SONET.
• Χρησιμοποιείται ως εφεδρικό σύστημα σε διάφορες εταιρείες για το υπάρχον δίκτυό τους.
• Μόλις η σύνδεση γίνει άστοχη μέσω ενός κόμβου και, στη συνέχεια, χρησιμοποιεί την αμφίδρομη ικανότητα για να δρομολογήσει την κυκλοφορία με έναν ακόμη τρόπο.
• Ισχύει σε εκπαιδευτικά ιδρύματα.

Έτσι, όλα αυτά αφορούν μια επισκόπηση ενός δαχτυλιδιού τοπολογία – εργασία με εφαρμογές. Τα παραδείγματα τοπολογίας δακτυλίου είναι: SONET (σημαίνει Synchronous Optical Network) δίκτυο δακτυλίου, ως εφεδρικό σύστημα σε πολλούς οργανισμούς για το υπάρχον δίκτυό τους, κ.λπ. Εδώ είναι μια ερώτηση για εσάς, τι είναι η τοπολογία αστεριών;