Глава 5. Перспективные высокопроизводительные технологии лкс

5.1. Сетевая технология Token Ring Network

_Первые варианты ЛКС Token Ring Network (сокращенно TRN) были разработаны в 1980–81гг. исследовательским отделением фирмы IBM в Цюрихе (первоначальное название ЛКС было Zurich Ring).

Принцип функционирования сети Token Ring был разработан еще в 60–годах шведским инженером Олафом Содербломом и применен для соединения нескольких одновременно работающих телетайпных аппаратов. Однако изобретение было запатентовано лишь в 1981г., а уже в 1985г. был принят стандарт IEEE 802.5 для сетей Token Ring со скоростью передачи данных 4 Мбит/с.

Рабочие станции и другие сетевые устройства обычно подключаются к кольцу не напрямую, а через устройства доступа к среде – Media Attachment Unit (MAU), выполняющие роль многопортовых концентраторов (используются также устройства с названием MSAU – Multi–Station Access Unit). К каждому порту MAU может быть подсоединена одна рабочая станция (например, у стандартного устройства MAU IBM 8228 восемь портов). При большом числе сетевых устройств несколько MAU подключаются последовательно (рис. 5.1). При этом используются внешние порты MAU: входной RI (Ring Input) и выходной RO (Ring Output). Многопортовые концентраторы Token Ring делятся на активные и пассивные. Активные концентраторы не просто передают сигнал на каждый из своих портов, но и регенерируют его, выполняя функции повторителя.

Основные характеристики TRN приведены в следующей таблице.

1.Метод доступа	Token Passing
2.Топология	Кольцо
3.Среда передачи	Все возможные элементы кабельной сети IBM: 1.Витая пара; 2.Коаксиальный кабель; 3.ВОЛС.
4.Максимальное число узлов	260
5.Скорость передачи	4 Мбит/с (новая версия–16 Мбит/с)
6.Коммуникационная основа	MAU–MultiStation Access Unit IBM 8228
7.Максимальное число станций	96
8.Максимальное число MAU	12

Основные элементы оснастки TRN приведены в следующей таблице и показаны на рис. 5.2.

Основные элементы оснастки TRN
1. Сетевой адаптер	IBM TRN adapter
2. Коммуникационный блок	MAU
3. Соединительный кабель	Path Cable
4. Кабель адаптера	Adapter Cable

Рис.5.1. Общая структура ЛКС Token Ring Network

При этом они имеют следующие ограничения.

0. Максимальная длина Adapter Cable – 45 м;

1. Максимальная длина Path Cable между двумя MAU – 45 м;

2. Максимальная длина Path Cable, соединяющего все MAU – 120 м.

Рис. 5.2. Основные элементы оснастки ЛКС TRN

В настоящее время сети Token Ring реализуются в двух основных вариантах – со скоростью передачи данных 4 и 16 Мбит/с. В отличие от сетей Ethernet, в которых каждое сетевое устройство при свободном канале может передавать данные в любое время, в сетях Token Ring передача и прием данных осуществляются лишь при получении сетевым устройством, например рабочей станцией, маркера (token). Сетевой маркер передается по кольцу в одном направлении и проходит последовательно через все рабочие станции. Если у рабочей станции нет данных для передачи, то маркер просто повторяется сетевым адаптером и отправляется к следующему подключенному к кольцу устройству. Если необходимо передать информацию, к маркеру добавляется кадр (frame), содержащий адрес источника и адрес назначения данных, а также сам блок данных. При этом в стандарте Token Ring отсутствуют формальные ограничения на длину кадра.

Следующая станция после получения маркера проверяет адрес назначения кадра и, если он предназначен не ей, просто повторяет сигнал. Когда кадр достигает станции назначения, то данные копируются в локальный буфер ее адаптера, после чего станция добавляет признак доставки кадра в маркер, который продолжает движение по кольцу. Затем маркер достигает станции, пославшей данные, она удаляет кадр, освобождает маркер, и процесс обхода кольца Token Ring повторяется.

Описанный выше принцип применяется в сетях Token Ring со скоростью 4 Мбит/с. В сетях со скоростью 16 Мбит/с используется протокол добавления данных к маркеру (Token Append Protocol), позволяющий сразу нескольким станциям “дописывать” передаваемые данные в “хвост” маркера по мере его движения по сети. При этом не существует ограничений на число пристыкованных кадров, однако их редко бывает больше двух. Кроме того, здесь применяется также протокол раннего освобождения маркера Early Token Release. Станция может освободить маркер сразу после передачи своих данных, не дожидаясь возвращения маркера после полного оборота по кольцу. Этот метод позволяет наиболее эффективно использовать полосу пропускания.

Фирма IBM приняла стандарт Token Ring в качестве своей основной сетевой технологии. С тех пор в США этот стандарт стал особенно популярным при создании отказоустойчивых локальных сетей, а корпорация IBM и сегодня остается ведущим производителем сетевого оборудования для Token Ring.