Кольцевая сеть — это топология сети , в которой каждый узел соединяется ровно с двумя другими узлами, образуя единый непрерывный путь для сигналов через каждый узел — кольцо. Данные перемещаются от узла к узлу, причем каждый узел по пути обрабатывает каждый пакет.
Кольца могут быть однонаправленными, при этом весь трафик перемещается по кольцу по или против часовой стрелки, или двунаправленными (как в SONET/SDH ). [1] Поскольку однонаправленная кольцевая топология обеспечивает только один путь между любыми двумя узлами, однонаправленные кольцевые сети могут быть нарушены из-за отказа одного канала. [2] Сбой узла или разрыв кабеля может изолировать каждый узел, подключенный к кольцу. В ответ некоторые кольцевые сети добавляют «кольцо встречного вращения» (C-Ring) для формирования резервной топологии: в случае обрыва данные заворачиваются обратно в дополнительное кольцо, прежде чем достигнут конца кабеля, поддерживая путь к каждому узлу результирующего C-кольца. Такие сети с «двойным кольцом» включают систему сигнализации № 7 (SS7) сети телефонных систем ITU - T , протокол пространственного повторного использования , интерфейс распределенных данных по оптоволокну (FDDI), устойчивое пакетное кольцо и защитную коммутацию кольца Ethernet . Сети IEEE 802.5 , также известные как сети IBM Token Ring, полностью лишены недостатков кольцевой топологии: они фактически используют звездообразную топологию на физическом уровне и блок доступа к среде передачи (MAU) для имитации кольца на уровне канала передачи данных . Кольцевые сети используются интернет-провайдерами для предоставления услуг транзитной передачи данных, соединяя вместе такие объекты интернет-провайдера, как центральные офисы/головные станции. [3] [4]
Вся система сигнализации № 7 (SS7) и некоторые кольца SONET/SDH имеют два набора двунаправленных каналов связи между узлами. Это позволяет выполнять обслуживание или сбои в нескольких точках кольца, как правило, без потери основного трафика на внешнем кольце путем переключения трафика на внутреннее кольцо после точек отказа.
Кольца могут использоваться для передачи цепей или пакетов или их комбинации. Кольца SDH несут цепи. Цепи настроены с использованием протоколов внеполосной сигнализации, тогда как пакеты обычно передаются через протокол управления доступом к среде (MAC).
Целью управления доступом к среде передачи данных является определение того, какая станция и когда осуществляет передачу. Как и в любом протоколе MAC, целью является разрешение конфликтов и обеспечение справедливости. Существует три основных класса протоколов доступа к среде передачи для кольцевых сетей: слотовый, маркерный и регистровый.
Кольцо с прорезями рассматривает задержку кольцевой сети как большой сдвиговый регистр, который постоянно вращается. Он форматируется в так называемые слоты фиксированного размера. Слот либо заполнен, либо пуст, на что указывают управляющие флаги в заголовке слота. Станция, желающая передать, ждет пустого слота и вводит в него данные. Другие станции могут скопировать данные и освободить слот, или они могут вернуться к источнику, который их освобождает. Преимущество освобождения источника, если отправителю запрещено немедленно повторно использовать его, заключается в том, что все остальные станции получают возможность использовать его первыми, что позволяет избежать перегрузки полосы пропускания. Выдающимся примером кольца с прорезями является Кембриджское кольцо .