7.2. Token Ring
Стандарт IEEE 803.5 был принят на основе технологии Token Ring, разработанной компанией IBM в 1984 г. Сети Token Ring строятся по топологии «кольцо» и используют маркерный метод доступа к среде передачи данных.
Передача данных в сетях Token Ring может осуществляться на скоростях в 4 и 16 Мбит/с. В сети Token Ring 16 Мбит/с используются некоторые усовершенствования маркерного метода доступа к разделяемой среде. Например, алгоритм раннего освобождения маркера, при котором станция не дожидается возвращения по кольцу переданных ею кадров с подтверждением приема, передает маркер следующей станции сразу по окончании своей пересылки кадров.
Технология Token Ring изначально ориентировалась на использование концентраторов, одной из задач которых является сохранение целостности кольца при выключении одного или нескольких компьютеров. Концентраторы могут быть пассивными и выполнять функцию простого соединителя для портов, так, чтобы подключаемые станции образовывали кольцо, либо активными, при этом концентратор выполняет еще и функцию повторителя сигналов. При этом сеть (рис. 1.12) имеет логическую топологию «кольцо», хотя физическое соединение компьютеров имеет структуру типа «звезда».
Рис. 1.12. Сеть на основе технологии Token Ring: логическая топология — «кольцо»; физическая — «звезда»
Для соединения узлов сети в качестве физической среды передачи данных могут использоваться кабели на основе экранированной витой пары категории 1, неэкранированной витой пары категории 3 или 6, а также оптоволокно.
В случае использования пассивных концентраторов для экранированной витой пары допускается подключение до 260 рабочих станций, при этом расстояния между узлами сети не должны превышать 100 м. При объединении станций посредством неэкранированной витой пары их максимально допустимое число сокращается до 72, а длина между узлами — до 45 м.
Если установленные концентраторы являются активными, то максимальная длина соединяющего их кабеля не должна превышать 730 м в случае использования экранированной витой пары, и 365 м — для неэкранированной. Максимальная длина кольца Token Ring не должна превышать 4000 м.
Соединение компьютеров в кольцо делает сеть более отказоустойчивой по сравнению с сетями Ethernet. Например, ошибки и сбои в работе сети, вызванные потерей маркера, устраняются автоматически активным монитором. Даже в случае выхода из строя активного монитора сеть продолжит свое нормальное функционирование, передав задачи мониторинга сети другой рабочей станции.
7.3. Fddi
Еще одна технология, использующая маркерный метод доступа к среде передачи данных, описывается в стандарте FDDI, разработанном американским институтом по стандартизации ANSI.
FDDI был разработан в 1988 г. В качестве физической среды передачи данных здесь используется оптоволоконный кабель. Спустя некоторое время эта технология была реализована с поддержкой кабеля на основе неэкранированной витой пары пятой категории.
Сеть FDDI строится на основе двух оптоволоконных колец: первичного и вторичного. При нормальной работе сети данные передаются по первичному кольцу, вторичное кольцо при этом не используется.
Рис. 1.13. Механизм обеспечения высокой отказоустойчивости работы сети: а — нормальное функционирование сети; 6 — разрыв кабеля, сворачивание сети в одно кольцо; в — множественные повреждения кабеля, сеть распадается на несколько независимых колец; I — первичное кольцо; 2— вторичное кольцо; 3 — разрыв кабеля
Наличие двух колец (рис. 1.13) существенно повышает отказоустойчивость сети. В случае обрыва сети кольца «сворачиваются», и пересылка информации происходит по вторичному кольцу. Если образовалось несколько точек разрыва кабеля, то сеть распадается на несколько несвязанных сетей.
Маркерный метод доступа к разделяемой среде FDDI имеет ряд отличий от метода, аналогичного методу Token Ring.
Деление кадров по восьми уровням приоритета здесь не используется. Вместо этого все данные делятся на синхронные и асинхронные. Для пересылки синхронных данных время удержания маркера так же, как и в сетях Token Ring, остается строго фиксированным, но при передаче асинхронных данных, менее чувствительных к задержкам, время удержания маркера меняется в зависимости от степени загруженности кольца. При уменьшении загруженности сети время удержания маркера увеличивается, при увеличении — может уменьшаться практически до нуля. Кроме того, здесь применяется алгоритм раннего освобождения маркера, характерный для сетей Token Ring, поддерживающих скорость в 16 Мбит/с.
Скорость передачи данных для сетей FDDI составляет 100 Мбит/с. Максимальное количество узлов составляет 500. При использовании в качестве физической среды передачи данных многомодового оптоволоконного кабеля расстояние между узлами сети может составлять до 2 км, при использовании одномодового кабеля — до 40 км. В случае кабеля на основе витых пар пятой категории указанное расстояние может составлять до 100 м. Максимальный диаметр двойного кольца не должен превышать 100 км.