Недостатки: те же, что и у звездообразной топологии.
Системы адресации узлов вычислительной сети
Итак, вычислительная сеть состоит из узлов, между которыми передается информация. Очевидно, что в процессе передачи информации участвуют как минимум узел-источник и узел-приемник (узел назначения). Необходимость указания узла назначения вызывает необходимость использования адресации узлов. Всем узлам должны быть присвоены уникальные адреса, аналогично ситуации с ячейками ЗУ.
Адреса могут присваиваться узлам сети в соответствии с некоторыми установленными правилами. Правила, определяющие порядок назначения адресов узлам сети называются системой адресации. Система адресации имеет ряд характеристик, и в соответствии с ними существует определенная классификация систем адресации.
По структуре:
Одномерное адресное пространство (подобно ЗУ). Наиболее просто в реализации, но при сложной топологии сети поиск узла назначения существенно усложняется.
Иерархическое адресное пространство. Узлы объединяются в подгруппы, подгруппы в группы и т.д. Адрес узла состоит из нескольких частей — адреса группы, адреса подгруппы в группе, адреса узла в подгруппе. Иерархическая адресация может быть связана с топологией сети (это особенно актуально для древовидной топологии). В случае сложной топологии сети, иерархическая адресация упрощает маршрутизацию данных и поиск узла назначения. Аналогом иерархической системы адресации в нашей обычной жизни является почтовый адрес (индекс, город, улица, дом, квартира).
По способу кодировки адреса:
Цифровая кодировка. Наиболее компактна, но сложна в восприятии человеком.
Буквенная кодировка. Менее компактна, более читаема, лучше запоминается.
Смешанная. Сочетает в себе преимущества двух первых.
По способу преобразования (разрешения) адресов:
Централизованный. Таблицы соответствия адресов хранятся на специально выделенном узле вычислительной сети (сервере), для выполнения преобразования необходим запрос к этому серверу. Способ применяется в крупных сетях.
Распределенный. Запрос на преобразование адреса направляется всем узлам сети. Тот узел, адрес которого запрошен, откликается и сообщает необходимую информацию. Способ применяется в небольших (локальных сетях).
Коммутация вычислительной сети
Под коммутацией понимается соединение двух узлов вычислительной сети для обмена информацией между ними.
Задача коммутации может быть представлена в виде нескольких взаимосвязанных частных задач.
Задача 1. Определение информационных потоков.
Информационный поток (поток данных) — непрерывная последовательность байт, имеющая объединяющий их набор признаков.
Информационный поток может быть структурирован. Структурированный поток состоит из последовательности структур данных определенного формата (пакеты, кадры и т.п.).
Базовым необходимым идентификатором потока является адрес узла назначения.
Признаки, характеризующие информационный поток, могут быть подразделены на
глобальные признаки, характеризующие поток на всем протяжении его следования в сети;
локальные признаки — определяют поток в пределах одного (транзитного) узла. Например, идентификатор интерфейса порта, с которого поступили данные.
Задача 2. Определение маршрутов.
Если представить сеть в виде графа, информационный поток, двигаясь от узла-источника к узлу назначения, последовательно проходит через транзитные узлы и соединяющие их каналы связи, то есть движется по определенному маршруту. В общем случае, в вычислительной сети могут существовать несколько маршрутов, по которым поток может достичь узла назначения. Возникает задача поиска оптимального маршрута. Возможные критерии оптимальности:
максимальная скорость передачи (минимальное время следования потока в сети);
минимальная стоимость передачи единицы информации;
максимальная загрузка сети и т.п.
Задача поиска оптимального маршрута имеет однозначное решение для одного потока — сообщения. Для случая множества потоков используются полуэмпирические методы, ищется экстремум функции где , , — критерии оптимальности маршрута — весовые коэффициенты, выбираемые эмпирически.
Задача 3. Фиксация маршрутов.
Составляются таблицы коммутации устройств в сети (каналы + узлы). В каждой записи признаку (признакам) потока ставится в соответствие идентификатор интерфейса узла, на который устройство должно передавать данные, относящиеся к этому потоку.
Задача 4. Коммутация каналов и пакетов.
Существует несколько методов собственно коммутации.
Метод коммутации каналов предполагает "жесткое" соединение двух узлов на время передачи информационного потока. Примером коммутации каналов может служить соединение в телефонной сети.
Достоинства метода:
Предсказуемая скорость передачи.
Возможность передачи данных в режиме "реального времени", что особенно важно для систем управления.
Недостатки:
При сбоях в канале передача информации становится невозможной.
Имеют место простои в передаче данных при установлении связи (необходимо время на соединение) и при ожидании.
Метод коммутации пакетов.
Информационный поток разбивается на составные части — пакеты
Каждый пакет снабжается заголовком и передается по сети как отдельное сообщение, независимо от остальных пакетов
В узле назначения из пакетов вновь собирается исходное сообщение.
При этом каждый транзитный узел сети должен иметь буферное ЗУ для временного хранения пакетов перед их отправкой дальше.
Достоинство метода :
Максимальная загрузка сети в целом, наиболее равномерная загрузка сети.
Недостатки метода:
Невозможна передача данных в "реальном времени", так как отдельные пакеты могут двигаться по разным маршрутам и возможны задержки.
Необходимо дополнительное оборудование в транзитных узлах – буферное ЗУ, усложняется аппаратная часть.
Существуют две разновидности реализации метода коммутации каналов: дейтаграммный метод и метод "виртуального канала"
При дейтаграммном методе пакеты, принадлежащие одному информационному сообщению — потоку, могут следовать по разным маршрутам. При этом возможна ситуация, когда пакет, отправленный позже, прибудет к узлу назначения раньше (двигаясь по более короткому маршруту), то есть в узле назначения возможен прием пакетов не в том порядке, в котором они отправлялись в сеть. Дейтаграммный метод рассматривает каждый пакет полностью независимо от других.
При методе "виртуального канала", пакеты в узле назначения программно упорядочиваются. Для этого в заголовок каждого пакета перед отправлением добавляется его порядковый номер. В конечном итоге в узле назначения формируется последовательность пакетов с правильным порядком следования. Таким образом, между узлом-источником и узлом назначения устанавливается виртуальный (воображаемый) канал связи.
, 
, 
— критерии оптимальности маршрута — весовые коэффициенты, выбираемые эмпирически.