Kopnes tīkls

Šis raksts ir par tīkla topoloģiju. Par citām jēdziena kopne nozīmēm skatīt nozīmju atdalīšanas lapu.

Kopnes tīkla topoloģija

Kopnes tīkls jeb maģistrāles tīkls ir tīkla topoloģija, kurā mezgli ir tieši pievienoti kopējai līnijai, sauktai par kopni.

Darbības princips

Kopnes topoloģijā visi tīkla mezgli ir pieslēgti koplietojamai sakaru videi (kopnei). Kopne, atkarībā no izmantotās tehnoloģijas, var būt lineāra vai zarota līnija. Kopnes pēc datu pārraides veida var iedalīt seriālajās un paralēlajās. Seriālajām kopnēm par pārraides vidi izmantojot koaksiālos kabeļus vai vairāku dzīslu kabeļus. Tīkla mezglu elektrobarošana var tikt nodrošināta no kopnes vai atsevišķi.

Tīkla jebkura mezgla sūtītos datus saņem visi šai kopnei pieslēgtie mezgli. Katrs dators pārbauda kam šie dati ir adresēti, un tas dators, kuram tie ir sūtīti, apstrādā šos datus. Tiek īstenoti īpaši pasākumi, lai datori netraucētu viens otram nodot un saņemt informāciju kopējā kabelī. Lai novērstu vienlaicīgu datu sūtīšanu no vairākiem datoriem, tiek izmantots vai nu „nesošais” signāls, vai arī viens no tīklā ieslēgtajiem datoriem ir „galvenais”, kas piešķir „marķieri” pārējiem tīklā ieslēgtajiem datoriem. Tādējādi sūtītajai informācijai tiek pievienots marķieris, kas norāda uz to, kuram datoram šī informācija tiek sūtīta.

Visiem pieslēgtajiem mezgliem ir vienlīdzīgas tiesības, tādēļ datori informāciju var nosūtīt tikai secīgi viens pēc otra. Pretējā gadījumā, ja informāciju sūtītu vairāki datori vienlaicīgi, tā tiktu izkropļota signālu pārklāšanās rezultātā (konflikti, kolīzijas). Lai to nepieļautu, kopnē tiek realizēta informācijas apmaiņa pusdupleksā režīmā (vienlaicīgi signālu var nodot tikai vienā virzienā).

Kopnes tīklā parasti nav centrālā mezgla, caur kuru tiktu nodota visa informācija; tas palielina informācijas uzticamību, jo gadījumā, ja pārstāj darboties kāds dators, kas atbild par konkrētas funkcijas veikšanu tīklā, tad pārstāj darboties arī šī konkrētā funkcija. Jauna datora pievienošana šādam tīklam parasti ir vienkārša un prasa minimālus savienojošo kabeļu resursus bez papildu tīkla aparatūras (salīdzinājumā ar citām topoloģijām).

Šādu tīklu neietekmē atsevišķa datora darbības pārtraukums, jo pārējie datori bez traucējumiem var turpināt informācijas apmaiņu. Savukārt, ja tiek bojāts maģistrālais kabelis, ir paralizēta visa tīkla darbība.

Elektriskā signāla izplatīšanās īpatnību dēļ sakaru līnijas galos (koaksiālā kabeļa gadījumā) ir nepieciešamas īpašas ierīces — terminatori, kas vienkāršākajos risinājumos ir rezistori. Bez šādiem terminatoriem signāls atstarojas no līnijas galiem un kropļojas tik ļoti, ka sakaru nodrošināšana pa šādu līniju kļūst neiespējama. Līnijas pārrāvuma gadījumā tādējādi tiek pārtraukta informācijas apmaiņa pat starp tiem datoriem, kuri ir palikuši savā starpā savienoti. Arī īssavienojums jebkurā tīkla posmā pārtrauc visa tīkla darbību.

Tīkla avārijas gadījumā grūtības sagādā bojātās vietas atrašana, jo lokalizēt bojāto vietu ir grūti tā iemesla dēļ, ka visi tīkla adapteri ir saslēgti paralēlajā slēgumā un nav tik vienkārši saprast, kurš no tiem pārstājis darboties.

Garāku kopnes tīklu izveidošanu ierobežo maksimālais garums, kas katram standartam var būt atšķirīgs. Piemēram, 10BASE-2 maksimālais garums ir 185 metri. Tīklu var sadalīt vairākos segmentos, un segmenti tiek savienoti ar dažādām iekārtām: atkārtotājiem, koncentratoriem vai centrmezgliem.

Priekšrocības un trūkumi

Kopnes tīkla priekšrocības un trūkumi, salīdzinot ar citām topoloģijām.

Priekšrocības:

• Ātra tīkla izveide (uzstādīšana);
• Zemas izmaksas;
• Atsevišķa datora darbības pārtraukums neietekmē tīkla darbību.

Trūkumi:

• Tīkla problēmas (piemēram, kopnes pārrāvums) un terminatora darbības traucējumi pilnībā paralizē visu tīklu;
• Sarežģītā bojājumu lokalizācija;
• Papildinot tīklu ar jaunām darba stacijām vai pie liela datu pārraides apjoma krītas tīkla veiktspēja.

Pielietojums

Agrāk šo kopnes topoloģiju pielietoja lokālajos datortīklos, sākotnējās Ethernet realizācijās, par pārraides vidi izmantojot koaksiālo kabeli. Piemēram, 10BASE5 un 10BASE2. Tagad lokālajos datortīklos to aizvietojušas efektīvākas topoloģijas lielākām datu plūsmām.

Mūsdienās kopnes topoloģiju plaši izmanto rūpniecisko iekārtu un ēku automatizācijas tīklos.