Технология Token Ring

Технология Token Ring разработана компанией IBM в 1970;х гг. Сети, построенные на базе Token Ring, были рассчитаны на скорость обменаВ 4 и 16 Мбит/с при числе сегментов до 250. IEEE в 1985 г. приняла даннуюВ технологию в качестве стандарта IEEE 802.5. При этом в стандарте IEEEВ 802.5 топология не оговорена, а сетевая среда не регламентирована.

Схема передачи данных. Станция может начать передачу данных только после получения от предыдущей станции специального кадра —В маркера доступа. Если станция готова к передаче данных, то.

• 1) узел-отправитель:
  • • ждет получения маркера,
  • • захватывает маркер (на определенное время, после истечения которого станция обязана завершить передачу своего очередного кадра и передать маркер доступа следующей станции),
  • • меняет в маркере один бит, преобразующий маркер во флаг началаВ кадра, вносит в кадр информацию, подлежащую пересылке,
  • • посылает кадр следующей станции^[1];
• 2) переданный в сеть кадр будет двигаться по сети от станции к станции, пока не попадет в узел, которому он адресован;
• 3) узел назначения:
  • • копирует необходимую информацию,
  • • устанавливает флаг копирования (FCI), подтверждающий успешнуюВ доставку кадра адресату,
  • • возвращает кадр в сеть,
  • • кадр продолжает движение по сети от станции к станции, покаВ не попадет в узел-отправитель, где он будет уничтожен; путем контроляВ API (индикатора распознавания кадра адресатом) проверяется, подключена ли к сети станция назначения.

Система приоритетов. В кадре Token Ring за управление доступом отвечают два поля — приоритет и резервирование.

Станция может завладеть маркером только, если ее приоритет равен или выше приоритета маркера. Если маркер уже захвачен и преобразован в информационный кадр, то только станция с приоритетом выше, чемВ у станции отправителя, может зарезервировать маркер на следующий цикл.

Станции, которые подняли приоритет маркера, должны его восстановить после завершения передачи.

Физическое соединение Топологию сети Token Ring можно рассматривать с двух позиций:

• • логически — кольцо;
• • физически — звезда.

Отдельные станции присоединяются к сети через специальные концентраторы — многостанционные устройства доступа (Multistation Access Unit, MSAU), которые соединены между собой, образуя кольцо (рис. 4.11 и 4.12).В MSAU может выполнять следующие функции: централизовывать заданиеВ конфигурации, отключать неисправные станции, контролировать работуВ сети и т. д. Для присоединения кабеля к MSAU применяются специальныеВ разъемы, которые обеспечивают замкнутость кольца даже при отключенииВ абонента от сети. Кабель содержит в себе две разнонаправленные линииВ связи. В составе MSAU имеются шунтирующие реле для исключения станций из кольца.

Рис. 4.11. Подсоединение узлов сети Token Ring через концентратор Механизмы обнаружения и предотвращения сетевых сбоев и ошибок.

В сетях Token Ring существует несколько механизмов обнаружения и предотвращения сетевых сбоев и ошибок:

• • присвоение одной из станций функций активного монитора, который играет роль центрального источника синхронизации для других станций сети, удаляет из кольца бесконечно циркулирующие кадры, генерирует новые кадры, осуществляет контроль работоспособности сети путемВ вывода из кольца станций, являющихся источником дефективных кадров;
• • перепрограммирование MSAU для проверки наличия проблемВ и выборочного удаления при необходимости станций из кольца;
• • применение «сигнализирующего» (beaconing) алгоритма:
• — станция, обнаружившая неисправность сети, высылает сигнальный блок данных, указывающий домен неисправности, состоящий из станции,

сообщающей о неисправности, ее ближайшего активного соседа, расположенного дальше по течению потока информации, и всего, что находится между ними;

— сигнализация инициализирует процесс автореконфигурации (auto-reconfiguration), в ходе которого узлы, расположенные в пределах отказавшего домена, автоматически выполняют диагностику, пытаясь реконфигурировать сеть вокруг отказавшей зоны.

Рис. 4.12. Кольцо Token Ring.

Формат блока данных. В сетях на базе Token Ring циркулируют два тина блока данных: блоки маркеров (рис. 4.13) и блоки данных/командВ (рис. 4.14).

Рис. 4.13. Формат маркера Token Ring.

Рис. 4.14. Формат блока данных/команд Token Ring.

Блок маркера имеет длину 3 байта. Блок данных и блок команд могут иметь разные размеры в зависимости от размеров информационного ноля.

Блоки данных переносят информацию для протоколов более высоких уровней, а блоки команд содержат управляющую информацию.

Поле ограничитель начала {Start Delimiter) (длина 1 байт) указывает на начало маркера (или блока данных/команд), содержит сигнальныеВ структуры, которые отличают его от остальной части блока данных.

Поле управление доступом (Access Control) (длина 1 байт) содержит следующие компоненты:

• • поле приоритета;
• • поле резервирования;
• • бит маркера, используемый для дифференциации маркера и блокаВ данных/команд;
• • бит монитора, используемый активным монитором для определения, В циркулирз’ет какой-либо блок в кольце непрерывно или нет.

Поле ограничителя конца {End Delimiter) (длина 1 байт) сигнализирует о конце маркера (или блока данных/ команд), содержит также бит для индикации поврежденного блока и бит идентификации блока, являющегося последним в логической последовательности. Поле управление блоком данных (Frame Control) (длина 1 байт) указывает на тип содержимогоВ блока — данные или управляющая информация. В управляющих блокахВ это поле определяет тип управляющей информации. Поля адрес отправителя и адрес получателя идентифицируют станции пункта назначенияВ и источника. Для IEEE 802.5 длина адресов равна 6 байтам. Поле данныеВ {Data) содержит передаваемые данные. Длина этого поля ограничена временем удержания маркера кольца. Поле контрольная сумма (FCS) содержитВ контрольную сумму, зависящую от содержания блока данных, при помощиВ которой проверяется целостность кадра.

Применение. Сеть на базе технологии Token Ring может применяться для приложений, требующих предсказуемости задержки получения информации и высокой надежности, например в сетях сопряжения с мейнфреймами.

Достоинства и недостатки Достоинства:

• • в сетях на базе технологии Token Ring нс может быть коллизий, такВ как передавать информацию по сети может только одна станция, захватившая маркер, остальные станции вынуждены ожидать освобождения маркера;
• • можно вычислить максимальное время, которое пройдет, прежде чемВ любая станция сети сможет начать передачу данных.

Недостатки:

• • технология Token Ring представляет собой проприетарный стандартВ (IBM);
• • технология Token Ring практически прекратила свое развитие;
• • построение сетей на базе технологии Token Ring не получило распространения.

• [1] Когда информационный блок циркулирует по кольцу, маркер в сети отсутствует. Поэтому другие станции, желающие передать информацию, вынуждены ожидать.