Кадри мережі Token Ring

Як ми вже відзначали вище, у мережі Token Ring використаються 3 різних формати кадрів: маркер, дані й кадр аварійного завершення (для очищення кільця при виникненні відхилень від нормальної ситуації).

Маркер містить лише 3 байти: стартовий роздільник {Start Delimiter) СтР; байт керування доступом УД {Access Control) і кінцевий роздільник КР {EndDelimiter) (малюнок 13.2).

Малюнок 13.2. Формат маркерного кадру мережі Token Ring.

Кодова комбінація стартового роздільника СтР являє собою унікальну послідовність сигналів манчестерського коду з порушенням чергування полярностей виду JK0JK000. Тут J і ДО - заборонені сигнали для манчестерського коду, причому символом / позначений сигнал низького рівня, а ДО - високого. Використання таких сигналів дозволяє легко виявити на прийомній стороні комбінацію стартового й кінцевого роздільників і зробити синхронізацію по блоках.

Байт керування доступом УД містить три біти пріоритету (Р), біт ознаки маркерного кадру (Т=1), біт індикації активного монітора (М=1) і три резервних біти (R). У мережі Token Ring передбачено вісім рівнів пріоритету, починаючи з 000 (нижчий) до 111 (вищий). Біт монітора М установлюється в 1 активним монітором і скидається в 0 будь-якою іншою станцією, що передає маркерний або інформаційний блок. При виявленні активним монітором кадру із установленим битому М, він констатує, що кадр обійшов кільце й не був оброблений ні однієї зі станцій мережі. Якщо це інформаційний кадр, то він виключається з кільця, а якщо маркер, то передається далі по кільцю.

Кінцевий роздільник КР містить шестибітну комбінацію манчестерского коду з порушенням правил утворення сигналів виду JK1JK1, а також біти ознак / {Intermediate) і Е {Error). Значення /=1 индицирует проміжний кадр, а 1=0 - останній. Ознака Е встановлюється станцією-відправником у нульовий стан. Якщо транзитна станція виявляє в кадрі помилку, то вона переводить біт Е в одиницю.

Кадр даних призначений для передачі інформаційного повідомлення або команд керування кільцем. Крім трьох байтів Стр, УД і КР, що входять до складу маркерного блоку, кадр даних містить кілька додаткових полів. Загальний формат кадру Token Ring показаний на малюнку 13.3. Цифри в полях кадру показують довжину відповідного поля в байтах.

Малюнок 13.3 Формат кадру мережі Token Ring.

У поле керування кадром (КК) задається тип кадру (повідомлення МАС-уровня або користувальницькі дані LLC-рівня). Якщо кадр визначений як MAC, то поле вказує, який з типів кадрів представлений даним кадром. У мережі використається 6 типів керуючих кадрів.

"Тест дублювання адреси" - використається при першому підключенні до середовища, щоб упевнитися, що адреса підключає станции, що, унікальний.

"Існує активний монітор"- періодично посилає в кільце активним монітором, щоб повідомити про те, що він працездатний.

"Існує резервний монітор"- відправляється будь-якою станцією, що не є активним монітором.

"Маркер заявки"- посилає резервним монітором, коли підозрюється, що активний монітор вийшов з ладу. Потім резервні монітори домовляються про те, який їх їх стане активним монітором.

"Сигнальний кадр"- передається станцією у випадку виявлення серйозних мережних проблем (обрив кабелю, виявлення станції, що передає кадр без одержання маркера). Діагностуюча програма по станції, що відправила "Сигнал", локалізує несправність.

"Очищення"- використається активним монітором для перекладу всіх станцій у вихідний стан і очищення кільця від усіх раніше посланих кадрів.

Адреси одержувача й відправника мають структуру, аналогічну мережі Ethernet. Старший біт адреси одержувача визначає груповий (1) або індивідуальний (0) адреса, а "1" у старшому біті адреси відправника индицирует, що в кадрі є спеціальне поле маршрутної інформації.

Розмір поля даних, що випливає за адресою відправника, може мати довільну мінімальну довжину, у тому числі й нульову. Максимальний розмір залежить від швидкості передачі: близько 4500 байт при швидкості 4 Мбит/з і 16 кбайт - при 16 Мбит/с. У поле даних може бути вкладений пакет іншого протоколу, наприклад LLC.

Контрольна послідовність кадру КПК містить надлишкові елементи, отримані в результаті циклічного кодування аналогічно стандарту IEEE 802.3 мережі Ethernet.

Останнім полем кадру є байт стану кадру СК. Перші й останні чотири біти цього поля повторюють один одного. Це підвищує вірогідність записаної там інформації, тому що вона не кодується помехо-защищенным кодом. Першим треба біт розпізнавання адреси, що виконує функцію прапора виявлення одержувачем своєї адреси. При збігу адреси в кадрі з адресою станції, одержувач перед відправленням кадру далі по кільцю, установлює біт розпізнавання в одиничний стан.

Другий біт (індикатор копіювання кадру) служить для індикації успішного копіювання інформації з отриманого кадру. Якщо одержувач розпізнав свою адресу, і в буфері є вільне місце, а також скопіював інформацію з отриманого пакета, він установлює цей біт в одиничний стан. Біти розпізнавання адреси й копіювання кадру активно використаються керуючими станціями кільця. Для відправника вони носять другорядний характер, тому що рішення про повторне пересилання при втраті кадру приймається звичайно на більше високому, транспортному рівні. Два наступні біти мають нульове значення.

Кадр "Аварійне завершення" містить тільки два байти: стартовий і кінцевий роздільники. Цей кадр може бути виданий у довільному місці потоку битов. Він сигналізує про скасування передачі кадру даних або маркерного кадру.

При побудові більших мереж Token Ring можливе використання декількох кілець. Окремі кільця зв'язуються один з одним, як і в інших мережах, за допомогою мостів (малюнок 13.4). Мости бувають "прозорими" і з маршрутизацією від джерела. Останні дозволяють зв'язати в єдину мережу кілька кілець, що використають загальний мережний IPX- або IP-адреса.

Малюнок 13.4 - З'єднання кілець Token Ring за допомогою моста

Кадри з кільця 1 адресовані комп'ютеру цього ж кільця ніколи не потраплять у кільце 2 і навпаки. Через міст пройдуть лише блоки, адресовані станціям сусіднього кільця. Фільтрація кадрів здійснюється по фізичній адресі й номеру порту. На основі цих відомостей формується власна база даних, що містить інформацію про об'єкти кілець, підключених до моста.