Основные свойства сетевых топологий

 

Рассмотрим кратко основные свойства и особенности сетевых топологий, ко­торые могут быть организованы в ССС:

1. Полносвязная топология предусматривает наличие для любой пары узлов отдельною (выделенного) канала связи, соединяющего эти узлы не­посредственно. Для организации полносвязной сети, содержащей п узлов, требу­ется п(п - 1)/2 каналов связи. Полносвязные наземные сети связи весьма доро­гие из-за необходимости прокладки большого и избыточного числа физических каналов связи, пропускная способность которых может в случае неравномерного во времени трафика использоваться неэффективно. Применение данной топологии оправдано в наземных сетях с малым числом узлов, высокой пропускной способ­ностью и равномерным графиком, например, при объединении локальных сетей связи в городскую или районную есть. Полносвязная наземная сеть обладает:

• высокой надежностью, поскольку при отказе выделенного канала инфор­мация может передаваться по обходным путям через промежуточные (транзитные) узлы;

• оперативностью, поскольку выделенные каналы не могут быть заняты под передачу информации от других узлов;

• возможностью скрытной передачи, поскольку в штатном режиме работы разные информационные потоки передаются по разным каналам связи и через промежуточные узлы не проходит.

В ССС, базирующихся на ГСР с непосредственной ретрансляцией, полно-связность топологии является естественным результатом широковещательности спутниковых радиоканалов. На участке ГСР-ЗС все земные станции сети могут прослушивать передачу ретранслятора. На участке ЗС-ГСР возникает проблема организации бесконфликтного доступа многих пространственно разнесенных уз­лов к общему моноканалу. Эта проблема решается путем выделения в общем спутниковом физическом канале определенного количества логических каналов, отличающихся друг от друга оговоренными ранее признаками, и использования в каналах протоколов множественного доступа. Эти протоколы бы­вают распределенными, реализуемыми совместно всеми абонентскими узлами сети, или централизованными, поддерживаемыми одним специальным узлом се­ти — контроллером капала связи. Свойства полносвязной ССС отличаются от свойств на­земных сетей с аналогичной топологией. Наличие виртуальных каналов связи, организованных на основе общего связного ресурса, и применение протоколов множественного доступа позволяют гибко перераспределять пропускную спо­собность между каналами сети в соответствии с текущими потребностями, вплоть до отключения временно ненужных каналов. Это обеспечивает более эф­фективное использование дорогостоящих ресурсов спутниковой сети по сравне­нию с наземной. В то же время, полносвязность ССС не обеспечивает увеличе­ние надежности сети по сравнению с другими топологиями и скрытность передачи. ГСР с непосредственной ретрансляцией не является сетевым узлом, а выполняет лишь функции последовательного звена в спутниковом моноканале. Отказ ГСР приводит к одновременному разрыву всех логических каналов и полной деградации спутниковой сети вне зависимости от её логической тополо­гии. Если не приняты специальные меры, скрытность передачи в ССС отсутст­вует, поскольку передача ГСР может быть прослушана любой ЗС, находящейся в пределах области обслуживания.

2. Древовидная топология характеризуется тем, что между лю­бой парой узлов сети с такой топологией существует лишь один путь. Число ка­налов связи в n-узловой древовидной сети минимально и равно (п - 1). Надеж­ность сети низкая, поскольку отказ даже одного из каналов может привести к расчленению сети на две изолированные подсети. Древовидная топология легко реализуема в ССС, но её практическое использование не имеет смысла, посколь­ку она не имеет никаких преимуществ по сравнению с ПОЛНОСВЯЗНОЙ, а лишь приводит к дополнительным недостаткам, связанным с необходимостью осуще­ствления многоскачковой передачи росту задержек и снижению эффективно­сти использования ресурсов ГСР.

3. Радиальная (звездообразная) топология характеризуется тем, что каждый периферийный узел соединен непосредственно только с централь­ным узлом, а связь между периферийными узлами возможна только через цен­тральную точку. Радиальная топология является частным случаем древовидной, но в отличие от общего случая широко используется в ССС. Поскольку перифе­рийные узлы функционируют независимо друг от друга, сеть некритична к их отказам. Отказ же центрального узла приводит к полной деградации всей сети, поэтому необходимо принимать специальные меры для обеспечения высокой на­дежности этого узла путем резервирования его аппаратно-программных средств на различных уровнях. Радиальная сеть может быть расширена либо путем под­ключения дополнительных периферийных узлов к центральному, либо иерархи­ческим многоуровневым образом путем подключения дополнительных узлов к периферийным узлам более высокого уровня. При этом узлы промежуточного уровня контролируют узлы более низкого уровня, подчиняясь в тоже время узлу более высокого уровня. Иерархическая структура во многих случаях оказывает­ся предпочтительной, поскольку наиболее полно соответствует процессу иерар­хического административного управления при построении, например, корпора­тивных ССС для крупных территориально распределенных промышленных и финансовых компаний, государственных структур и т.д.