Состав и структура сети передачи данных

В состав технических средств СПД входят:

• 1) концентраторы информации КИ-6М;
• 2) сервер СПД.

Концентраторы информации, соединенные между собой выделенными каналами или линиями связи, предназначены для передачи и маршрутизации по СПД пакетов данных, формируемых и передаваемых оконечным оборудованием данных (ООД) других прикладных систем. В качестве ООД могут применяться как специализированные программно-аппаратные комплексы (периферийные контроллеры), так и типовые ЭВМ (например, персональные ЭВМ класса IBM РС), содержащие специализированные программные средства для обеспечения информационного взаимодействия с другими ООД через СПД.

Концентратор информации КИ-6М может обслуживать до 6 каналов информационной связи. Два канала, как правило, используются для подключения концентратора к сети передачи данных СПД, остальные 4 канала могут использоваться для подключения периферийных контроллеров.

Сервер СПД предназначен для централизованного контроля работы средств СПД и каналов связи, управления потоками данных в СПД, а также для маршрутизации данных между СПД и локальной вычислительной сетью (ЛВС) центра диспетчерского контроля и управления.

В качестве сервера СПД применяется типовая персональная или в промышленном исполнении IBM-совместимая ЭВМ, функционирующая под управлением программного средства «Сервер СПД», поставляемого в составе системы.

Технические и программные средства СПД поддерживают следующие виды структуры, приведённые на листе 4 графического материала:

• 1) структура с «ячеистой» топологией;
• 2) структура с топологией «шина».

В СПД с ячеистой топологией концентраторы информации КИ-6М представляют собой узлы сети, соединяются выделенными каналами связи и производят информационный обмен между собой и с подключенными ООД по протоколу «точка-точка».

Ячеистая топология позволяет строить СПД с разнообразной организацией каналов информационной связи. Примеры структур СПД с ячеистой топологией приведены на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1 — Варианты структур сети передачи данных с ячеистой топологией.

Концентраторы информации в СПД с ячеистой топологией должны соединяться между собой одноименными каналами, т. е. окончания канала связи, соединяющего два концентратора, должны подключаться к разъемам «КАНАЛЫ», имеющим одинаковые номера (например «КАНАЛ 2» — «КАНАЛ 2»). Нарушение этого принципа приводит к неправильной работе маршрутизации кадров в СПД.

Устройства ООД могут подключаться к любым разъемам «КАНАЛЫ» КИ-6М.

Передача пакетов информации через СПД с «ячеистой» топологией осуществляется по эстафетному принципу, т. е. последовательно от узла к узлу.

Преимуществом ячеистой топологии является ее высокая адаптивность под различные существующие схемы организаций каналов связи, а в случае применения кольцевых структур — высокая устойчивость к отказам отдельных узлов или каналов связи, т.к. информационные потоки автоматически перенаправляются по действующей части СПД. К преимуществу применения ячеистой топологии относится и то, что ООД-источники и ООД-потребители информации могут быть подключены к любому узлу СПД, т. е. пакеты информации могут передаваться по любой действующей цепочке узлов.

Недостатком ячеистой топологии является необходимость организации двухточечных каналов связи между узлами на линейных участках железной дороги. Наиболее предпочтительным для данной топологии является организация линейных связей между узлами по физической паре магистрального связевого кабеля с обходным каналом связи тональной частоты от границ участка.

Топология СПД типа «шина» ориентирована на линейную структуру участка железной дороги, оборудованного аппаратурой уплотнения типа К-24Т.

Пример структуры СПД с топологией типа «шина» приведен на рисунке 4.2. Передача информационных кадров в СПД с шинной топологией осуществляется в процессе циклического опроса сервером СПД узлов (концентраторов информации КИ-6М) по групповому каналу аппаратуры К-24Т.

Рисунок 4.2 — Пример структуры сети передачи данных с топологией типа «шина».

Основным недостатком СПД с топологией типа «шина» является то, что отказ группового канала приводит к полному отказу СПД. Для повышения надежности рекомендуется организовывать дополнительный групповой канал по независимой системе К-24Т. В нормальном режиме работы сервер СПД производит по каждому групповому каналу опрос половины общего количества узлов, при этом нагрузка равномерно распределяется по обоим каналам, время доставки сообщений минимально. В случае отказа одного из групповых каналов, все узлы, включенные в данную СПД, начинают опрашиваться по действующему каналу, при этом время доставки пакета увеличивается в два раза.

В СПД с топологией типа «шина», в отличие от ячеистой топологии, информационный обмен по групповому каналу осуществляется только между узлом и сервером СПД.

Концентраторы информации КИ-6М в СПД типа «шина» должны подключаться к групповым каналам К-24Т разъемами «КАНАЛЫ 1» и «КАНАЛЫ 2» соответственно. К остальным разъемам «КАНАЛЫ» концентратора могут подключаться устройства ООД, а также фрагменты СПД с ячеистой топологией.

В зависимости от применяемого вида топологии СПД в модули микропроцессорного контроллера (ММК) КИ-6М должны быть установлены микросхемы памяти, содержащие соответствующие рабочие программы, поставляемые в составе системы.

Информационное взаимодействие компонентов СПД между собой и с подключенными ООД осуществляется в соответствии с описанием СПД.

В зависимости от требуемой информационной структуры прикладной системы, в составе которой применяется СПД, возможно применение децентрализованной, централизованной или смешанной структуры СПД.

Децентрализованная структура может быть создана только при применении СПД с ячеистой топологией. В такой структуре один или несколько локальных АРМов прикладных систем могут быть подключены к любым узлам СПД и осуществлять информационное взаимодействие с определенными в их конфигурации периферийными контроллерами (ПК).

Пример децентрализованной структуры СПД с локальными АРМами приведен на рисунке 4.3.

Рисунок 4.3 — Пример децентрализованной структуры сети передачи данных с локальным включением АРМов.

В децентрализованной структуре СПД каждый локальный АРМ помимо прикладной задачи должен осуществлять функции управления маршрутизацией и диагностики той части СПД, с узлами которой он взаимодействует.

Централизованная структура требует наличия в составе СПД сервера СПД, который осуществляет помимо функций управления маршрутизацией и диагностики СПД передачу данных между периферийными контроллерами прикладных систем и АРМами, включенными в локальную вычислительную сеть центра в качестве рабочих станций.

Пример централизованной структуры СПД с сетевым включением АРМов приведен на рисунке 4.4.

Рисунок 4.4 — Пример централизованной структуры сети передачи данных.

Если к локальной вычислительной сети центра подключаются фрагменты СПД с различными видами топологий, то каждый такой фрагмент требует отдельного сервера СПД.

Структура СПД, включающая локальную вычислительную сеть, обеспечивает доступ к базам данных со стороны большого количества АРМов, в том числе и удаленных. Доступ к данным в этом случае обеспечивается типовыми покупными аппаратными и программными средствами вычислительных сетей (маршрутизаторами, модемами, коммуникационными программными средствами).

Смешанная структура подразумевает наличие в СПД нескольких серверов СПД и (или) локальных АРМов.

В состав программного обеспечения СПД входят следующие прикладные программные средства:

• 1) рабочая программа концентратора информации КИ-6М для СПД с ячеистой топологией;
• 2) рабочая программа концентратора информации КИ-6М для СПД с топологией «шина»;
• 3) программное средство «Сервер СПД с ячеистой топологией»;
• 4) программное средство «Сервер СПД с топологией типа «шина».

Рабочая программа концентратора информации КИ-6М поставляется в виде микросхем памяти, устанавливаемых в модуль ММК концентратора. Тип микросхемы указывается потребителем при заказе на основании проектных решений по топологии СПД.

Программное средство «Сервер СПД» поставляется на гибком магнитном диске в комплекте с эксплуатационной программной документацией.