Технология Token Ring. Стандарт 802.5.
Многие фирмы достаточно широко используют сети Token Ring (маркерное кольцо). Сети этого типа обеспечивают своим клиентам гарантированный обмен информацией благодаря детерминированному доступу к среде передачи. Ниже перечислены основные положения этого метода:
– станции подключаются к сети по логической кольцевой топологии;
– все станции, подключенные к сети, могут передавать данные, только получив разрешение на передачу (маркер);
– в любой момент времени только одна станция в сети обладает таким правом.
В сетях Token Ring используются три основных типа кадров: – Abort (кадр сброса); – Token (маркер); – Data/Command Frame (данные/управл-й кадр).
Поля:
– SD (Start Delimiter) – признак начала кадра. Синхронизирует работу приемника и передатчика, подготавливает станцию к приему пакета; Поле состоит из уникальной серии электрических импульсов, которые отличаются от тех импульсов, которыми кодируются единицы и нули в байтах данных. Поэтому начальный ограничитель нельзя спутать ни с какой битовой последовательностью.
– AC (Access Control) · Поле контроля доступа. Разделяется на четыре элемента данных: PPP T M RRR, где PPP - биты приоритета, T - бит маркера, M - бит монитора, RRR - резервные биты.
Каждый кадр или маркер имеет приоритет, устанавливаемый битами приоритета (значение от 0 до 7, 7 - наивысший приоритет). Станция может воспользоваться маркером, если только она получила маркер с приоритетом, меньшим или равным, чем ее собственный. Сетевой адаптер станции, если ему не удалось захватить маркер, помещает свой приоритет в резервные биты маркера, но только в том случае, если записанный в резервных битах приоритет ниже его собственного. Эта станция будет иметь преимущественный доступ при последующем поступлении к ней маркера.
Бит маркера имеет значение 0 для маркера и 1 для кадра.
Бит монитора устанавливается в 1 активным монитором и в 0 любой другой станцией, передающей маркер или кадр. Если активный монитор видит маркер или кадр, содержащий бит монитора в 1, то активный монитор знает, что этот кадр или маркер уже однажды обошел кольцо и не был обработан станциями. Если это кадр, то он удаляется из кольца. Если это маркер, то активный монитор переписывает приоритет из резервных битов полученного маркера в поле приоритета. Поэтому при следующем проходе маркера по кольцу его захватит станция, имеющая наивысший приоритет.
– FC (Frame Control) – поле кадра управления. Для кадра управления в этом поле содержится команда управления. Это может быть команда инициализации кольца, команда проверки адресов устройств и т. п.; Кадр данных может переносить управляющие кольцом данные MAC – уровня или пользовательские данные LLC уровня. В этом поле определяет тип кадра и для MAC еще и какой из 6 подуровней используется.
– DA (Destination Address) – адрес приемника. Это может быть broadcast-, multicast- или unicast-адрес;
– SA (Source Address) – адрес источника;
– Пакет – это данные, сформированные каким-либо протоколом (например, IPX). Максимальная длина пакета зависит от загрузки сети. При большой загрузке сети, когда многие станции имеют данные для передачи, интервал времени между моментами получения маркера станцией будет увеличиваться. В такой ситуации станции автоматически уменьшают максимальный размер пакета, поэтому каждая из них будет передавать свои данные за более короткий промежуток времени и, следовательно, уменьшится время получения (ожидания) маркера или время доступа станции к среде. Когда загрузка сети уменьшается, максимальный размер пакета динамически увеличивается. Этот механизм позволяет сети Token Ring устойчиво работать при пиковых нагрузках;
Время удержания маркера 10 мс. В TR 1 со скоростью 4Мбит/с макс размер кадра обычно равен 4 Кбайт, для TR2 со скор. 16Мбит/с – 16 Кб
– FCS (Frame Check Sequence) – контрольная сумма, вычисленная для полей FC, DA, SA и Пакет;
– ED (End Delimiter) – конечный ограничитель кадра. Кроме этого один бит в этом поле используется для индикации, что данный кадр является последним в логической цепочке. Еще один бит изменяется приемником при обнаружении ошибки после сравнения контрольной суммы со значением в поле FCS;
– FS (Frame Status) – поле статуса кадра. Состоит из полей A (Address Resolution) и C (Frame Copied). Передающая станция устанавливает эти поля в 0, а принимающая станция изменяет их в соответствии с результатами приема кадра и ретранслирует кадр дальше по сети. Когда кадр возвращается на станцию-передатчик, выполняется проверка полей A и С, и кадр удаляется из кольца.
Сообщения в кольце получают все рабочие станции. Каждая станция проверяет, не ей ли адресовано это сообщение, и если адреса совпали, то станция копирует его в свою память, а затем возвращает передающей станции. Последняя проверяет правильность сообщения и передает маркер другим станциям.
Основными компонентами сети являются сетевой адаптер, концентратор и кабельная система.
Сеть строится на базе устройств многостанционного доступа, имеющих внутреннюю схему резервного обхода. В случае, если рабочая станция отключена или неисправна, релейные схемы обеспечивают целостность сети. Таким образом, при логической кольцевой топологии физическая имеет вид звезды.
На сегодняшний день все предлагаемые на рынке сетевые адаптеры поддерживают две скорости работы: 4 и 16 Мбит/с. Особенностями высокоскоростного Token Ring являются поддержка основного и резервного путей прохождения сигналов и реализация досрочного освобождения маркера, т. е. рабочая станция может передавать маркер сразу же после передачи кадра данных, не дожидаясь, когда кадр совершит обход кольца.
В качестве среды передачи в сетях Token Ring используется неэкранированный телефонный кабель, коаксиальный кабель, витая пара и оптоволоконный кабель.
Максимальное удаление между MAV зависит от типа кабеля и может достигать с репитером до 750 м при общем количестве узлов в одном кольце до 260.