Ring nätverk

Bild som visar ringnätverkslayout

Ett ringnät är en nätverkstopologi där varje nod ansluter till exakt två andra noder och bildar en enda kontinuerlig väg för signaler genom varje nod – en ring. Data färdas från nod till nod, med varje nod längs vägen som hanterar varje paket.

Ringar kan vara enkelriktade, med all trafik som färdas antingen medurs eller moturs runt ringen, eller dubbelriktad (som i SONET/SDH ). Eftersom en enkelriktad ringtopologi endast tillhandahåller en väg mellan två valfria noder, kan enkelriktade ringnätverk störas av fel på en enda länk. Ett nodfel eller kabelbrott kan isolera varje nod som är ansluten till ringen. Som svar lägger vissa ringnätverk till en "motroterande ring" (C-Ring) för att bilda en redundant topologi: i händelse av ett avbrott lindas data tillbaka på den kompletterande ringen innan de når änden av kabeln, vilket bibehåller en sökväg till varje nod längs den resulterande C-ringen. Sådana "dual ring"-nätverk inkluderar ITU-T :s PSTN- telefonisystemnätverkssignalsystem nr. 7 (SS7), Spatial Reuse Protocol , Fiber Distributed Data Interface (FDDI) och Resilient Packet Ring . IEEE 802.5- nätverk – även kända som IBM Token Ring-nätverk – undviker helt och hållet svagheten i en ringtopologi: de använder faktiskt en stjärntopologi vid det fysiska lagret och en mediaåtkomstenhet (MAU) för att imitera en ring vid datalänkslagret .

Alla signalsystem nr. 7 (SS7) och vissa SONET/SDH-ringar har två uppsättningar dubbelriktade länkar mellan noder. Detta tillåter underhåll eller fel vid flera punkter i ringen, vanligtvis utan förlust av primärtrafiken på den yttre ringen genom att koppla trafiken till den inre ringen förbi felpunkterna.

Fördelar

• Mycket ordnat nätverk där varje enhet har tillgång till token och möjlighet att sända
• Presterar bättre än en busstopologi under hög nätverksbelastning
• Kräver ingen central nod för att hantera anslutningen mellan datorerna
• På grund av punkt-till-punkt-linjekonfigurationen av enheter med en enhet på vardera sidan (varje enhet är ansluten till sin omedelbara granne) är det ganska enkelt att installera och konfigurera om eftersom att lägga till eller ta bort en enhet kräver att bara två anslutningar flyttas.
• Punkt-till-punkt linjekonfiguration gör det enkelt att identifiera och isolera fel.
• av ringskydd för linjefel av dubbelriktade ringar kan vara mycket snabb, eftersom byte sker på en hög nivå och trafiken därför inte kräver individuell omdirigering.

Nackdelar

• En felaktig arbetsstation kan skapa problem för hela nätverket. Detta kan lösas genom att använda en dubbelring eller en strömbrytare som stänger av brytningen.
• Att flytta, lägga till och ändra enheterna kan påverka nätverket
• Kommunikationsfördröjningen är direkt proportionell mot antalet noder i nätverket
• Bandbredd delas på alla länkar mellan enheter
• Svårare att konfigurera än en stjärna: nodadjunktion = Ringavstängning och omkonfigurering

Åtkomstprotokoll

Ringar kan användas för att bära kretsar eller paket eller en kombination av båda. SDH-ringar bär kretsar. Kretsar konfigureras med signaleringsprotokoll utanför bandet, medan paket vanligtvis transporteras via ett Medium Access Control Protocol (MAC).

Syftet med mediaåtkomstkontroll är att avgöra vilken station som sänder när. Som i alla MAC-protokoll är syftena att lösa tvister och ge rättvisa. Det finns tre huvudklasser av mediaåtkomstprotokoll för ringnätverk: slitsad, token och registerinsättning.

Den slitsade ringen behandlar latensen hos ringnätverket som ett stort skiftregister som roterar permanent. Den formateras till så kallade slots av fast storlek. En lucka är antingen full eller tom, vilket indikeras av kontrollflaggor i luckans huvud. En station som vill sända väntar på en tom lucka och lägger in data. Andra stationer kan kopiera ut data och kan frigöra luckan, eller så kan den cirkulera tillbaka till källan som frigör den. En fördel med källarelease, om avsändaren förbjuds från att omedelbart återanvända den, är att alla andra stationer får chansen att använda den först, och därmed undviker bandbredden. Det framstående exemplet på den slitsade ringen är Cambridge Ring .

Missuppfattningar

• "Token Ring är ett exempel på en ringtopologi." 802.5- nätverk (Token Ring) använder inte en ringtopologi vid lager 1. Som förklarats ovan imiterar IBM Token Ring-nätverk (802.5) en ring vid lager 2 men använder en fysisk stjärna vid lager 1.
• "Ringar förhindrar kollisioner." Termen "ring" hänvisar endast till kablarnas layout. Det är sant att det inte finns några kollisioner på en IBM Token Ring, men detta beror på lager 2 Media Access Control-metoden, inte den fysiska topologin (som återigen är en stjärna, inte en ring.) Token passerar, inte ringar, förhindrar kollisioner.
• "Token-passering sker på ringar." Token-passering är ett sätt att hantera åtkomst till kabeln, implementerat i MAC-underskiktet i lager 2. Ringtopologi är kabellayouten i lager ett. Det är möjligt att göra tokenpassering på en buss (802.4), en stjärna (802.5) eller en ring (FDDI). Token-passering är inte begränsad till ringar.