Параметры некоторых методов резервирования сетей Ethernet

Таблица 8.1.

Протокол	Разработчик, стандарт	Время переключения на резерв, с	Топология	Наличие стандарта
STP	IEEE 802.ID	30	Любая	Есть
RSTP	IEEE 802.lw	2	Любая	Есть
Hyper Ring	Hirschmann	0,3	Кольцевая	Нет
Turbo Ring	Moxa	0,15...0,3	Кольцевая	Нет
Rapid Ring	Contemporary Controls	0,3	Кольцевая	Нет
S-Ring	Garret Com	0,25	Кольцевая	Нет
Real time Ring	Sixnet	0,08	Кольцевая	Нет
Ring Healing	N-Tron	0,3	Кольцевая	Нет
Super Ring	Korenix	0,3	Кольцевая	Нет
Self healing Ring	TC Communications	0,25	Кольцевая	Нет
Jet Ring	Volktek	0,3	Кольцевая	Нет

На рис.8.20 показан пример дублированной сети с шинной топологией. Здесь K₁, ...,К₄ - коммутаторы основной сети, К_1Д,...,К_4Д - коммутаторы дублирующей сети. Каждое оконечное устройство У имеет по 2 Ethernet-порта, один из которых подключается к основной сети, 2-й - к резервной. При любом отказе в основной сети (обрыв 1 в ветви между коммутаторами, отказ 2 коммутатора, обрыв 3 ветви между портом оконечного устройства и коммутатором на рис.8.20) связь по сети восстанавливается путем переключения портов оконечных устройств на резервную сеть. Переключение выполняется быстро, поскольку метод не требует построения дерева, как в алгоритме STP.

Рис.8.20. Полное резервирование сети Ethernet

Разновидностью полного резервирования является одновременное резервирование сети и оконечных устройств. В этом случае получаются 2 полностью независимые системы автоматизации и резервированным оказывается не только сетевое оборудование, но и вся система. Для выбора одной из сетей и обнаружения отказа необходимы средства диагностики, которые могут быть реализованы на основе стандарта IEEE 802.1p/Q.

3. Резервирование беспроводных сетей

Основным фактором, определяющим надежность связи по беспроводным сетям, является замирание э-м волн. Поэтому резервирование приемопередающей аппаратуры не приводит к повышению КГ готовности сети.

Как показывают эксперименты, поток ошибок в канале существенно изменяется с течением времени, поэтому беспроводной канал не может гарантировать доставку сообщений в заданный срок, и речь может идти только о вероятности такой доставки. Одним из методов повышения вероятности доставки сообщений является резервирование физического канала связи с помощью применения нескольких антенн или нескольких передатчиков с антеннами.

Метод основан на том, что у приемной антенны э-м волна является суперпозицией многих волн, пришедших с разных направлений после отражений, преломлений и дифракции на окружающих предметах. Если 2 приемные антенны расположены близко, то они принимают один и тот же сигнал с одинаковыми замираниями. Для отсутствия корреляции сигналов антенн, расстояние между ними должно быть больше некоторого расстояния, называемого дистанцией когерентности.

Для реализации метода резервирования антенн используется несколько антенн, например по 3 на каждом конце канала связи. Передача сообщений выполняется пакетами. Один и тот же пакет передается по очереди 1-ой антенной, 2-ой, затем 3-ей. На приемном конце пакеты сравниваются методом мажоритарного голосования или проверяются их контрольные суммы, чтобы выделить пакет без ошибок. Используется также выделение достоверных сообщений с помощью анализа отдельных символов сообщения, а не пакетов, избыточное кодирование и сложная обработка сигналов.

Добавление каждой очередной антенны позволяет снизить вероятность ошибки в канале в 10 раз. Под вероятностью ошибки здесь понимается вероятность неполучения пакета за заданное время, поскольку при использовании метода ARQ (Automatic Repeat reQuest - автоматический повтор запроса), когда передающая станция повторяет передачу до тех пор, пока не получит подтверждение об успешном приеме или пока не истечет установленное время.