2.3 Используемые топологии в сети Token Ring

Эта топология основана на топологии "физическое кольцо с подключением типа звезда". В данной топологии все рабочие станции подключаются к центральному концентратору (Token Ring) как в топологии физическая звезда. Центральный концентратор - это интеллектуальное устройство, которое с помощью перемычек обеспечивает последовательное соединение выхода одной станции со входом другой станции.

Другими словами с помощью концентратора каждая станция соединяется только с двумя другими станциями (предыдущей и последующей станциями). Таким образом, рабочие станции связаны петлей кабеля, по которой пакеты данных передаются от одной станции к другой и каждая станция ретранслирует эти посланные пакеты.

В каждой рабочей станции имеется для этого приемо-передающее устройство, которое позволяет управлять прохождением данных в сети. Физически такая сеть построена по типу топологии “звезда”.

Концентратор создаёт первичное (основное) и резервное кольца. Если в основном кольце произойдёт обрыв, то его можно обойти, воспользовавшись резервным кольцом, так как используется четырёхжильный кабель. Отказ станции или обрыв линии связи рабочей станции не вличет за собой отказ сети как в топологии кольцо, потому что концентратор отключет неисправную станцию и замкнет кольцо передачи данных.

В архитектуре Token Ring маркер передаётся от узла к узлу по логическому кольцу, созданному центральным концентратором. Такая маркерная передача осуществляется в фиксированном направлении (направление движения маркера и пакетов данных представлено на рисунке стрелками синего цвета). Станция, обладающая маркером, может отправить данные другой станции.

Для передачи данных рабочие станции должны сначала дождаться прихода свободного маркера. В маркере содержится адрес станции, пославшей этот маркер, а также адрес той станции, которой он предназначается. После этого отправитель передает маркер следующей в сети станции для того, чтобы и та могла отправить свои данные.

Один из узлов сети (обычно для этого используется файл-сервер) создаёт маркер, который отправляется в кольцо сети. Такой узел выступает в качестве активного монитора, который следит за тем, чтобы маркер не был утерян или разрушен.

Преимущества сетей топологии Token Ring:

топология обеспечивает равный доступ ко всем рабочим станциям;

высокая надежность, так как сеть устойчива к неисправностям отдельных станций и к разрывам соединения отдельных станций.

Недостатки сетей топологии Token Ring:

большой расход кабеля и соответственно дорогостоящая разводка линий связи.

2.4 Способы передачи данных в сети Token Ring

Передача данных по сети Token Ring происходит в строгом порядке. В сети от станции к станции циркулирует специальный 24-битовый пакет – так называемый маркер (token). Когда узел получает маркер, он имеет возможность послать в кольцо кадр данных. Перед тем как станция передаст маркер дальше, она присоединяет к кадру маркера информационный кадр.

После этого маркер становится либо кадром управления доступом к передающей среде (medium access control - MAC), либо кадром управления логическим каналом передачи данных (logical link control - LLC). Эта информация включает также адрес (или адреса) получателя пересылаемой информации. Этот кадр проходит по всему кольцу и в конце концов возвращается в пославший его узел. По завершении передачи станция-источник выполняет очистку кадра маркера, удаляя любую дополнительную информацию, привязанную к пакету, и возвращает маркер в кольцо, следующей станции. И затем вся процедура повторяется вновь.

Встроенное управление сетью Token Ring. Высокая стоимость и сложность сетей Token Ring оправдывается их высокой устойчивостью к отказам. Хотя кольцо и может отказать, встроенные средства Token Ring очень сильно уменьшают вероятность полного отказа. В каждом сетевом адаптере запрограммирован набор управляющих функций, описанных стандартом 802.5. При этом узел играет активную роль в управлении всей сетью, работая как монитор.

Основной монитор кольца называется активным монитором (active monitor - AM). При инициализации кольца проверяется адрес каждого подключенного узла. Узел с наивысшем адресом становится активным монитором. После его назначения активный монитор отвечает за работу сети.

Во-первых, активный монитор должен убедиться, что маркер правильно циркулирует по кольцу. Для этого, как только узел назначен активным монитором, он инициализирует очистку кольца и выдает новый маркер. При потере или повреждении маркера активный монитор отвечает за выдачу нового. Многочисленные таймеры следят за событиями в кольце и определяют, когда АМ следует сгенерировать новый маркер. Один из них, называемый T (ANY_TOKEN), указывает, прошел ли маркер через АМ в течении определенного промежутка времени.

Для поддержки активного монитора все остальные узлы сети называются резервными мониторами (standby monitor). Их назначение – проверять, правильно ли работает активный монитор. При отключении активного монитора один из резервных мониторов становится активным.

Роль управляющих станций очень важна для поддержания целостности связи в кольце. Управляющие станции обеспечивают функции управления локальным кольцом и функции сервера, связанные с управлением кольцом.