Token Ring
ITpedia
Spis treści |
Fizyczne połączenia w sieci Token Ring
W IBM-owskiej sieci Token Ring stacje sieciowe podłącza się bezpośrednio do urządzeń MAU, które z kolei łączy się ze sobą tak, by tworzyły jeden duży pierścień. Urządzenia MAU mają wbudowane elementy obejściowe umożliwiające pracę pierścienia nawet przy odłączeniu dowolnej stacji z MAU.
Jak działa Token Ring?
Token Ring i IEEE 802.5 stosują metodę dostępu nazywaną Token-Passing. Metoda ta jest również stosowana w technologii FDDI. W pierścieniu sieci Token Ring krąży mała ramka zwana token (żeton). Stacja sieciowa uzyskuje prawo do transmisji informacji tylko wtedy, gdy posiada token. Jeśli więc dowolna stacja sieciowa przejmuje token, ale w tym momencie nie zamierza transmitować, to przesyła żeton do następnej w kolejności stacji sieciowej. Każda stacja może przetrzymywać token tylko przez określony czas.
| Pomimo 25 lat, jakie mijają od opracowania przez IBM technologii Token Ring, jest ona ciągle jeszcze stosowana. |
Stacja nadawcza, przy której znajdzie się token, mająca informację do przesłania, zmienia jeden bit w token, dając w ten sposób początek sekwencji startu ramki, dodaje informację, którą chce transmitować, po czym całość wysyła do następnej stacji zainstalowanej w pierścieniu. W czasie, gdy ramka przesuwa się w pierścieniu, nie ma w nim żetonu, co oznacza, że inne stacje, chcące w tym czasie rozpocząć transmisję, muszą czekać. Oznacza to także, że w sieciach Token Ring nie występują kolizje. Po zakończeniu transmisji generowany jest nowy token.
Ramka informacyjna, krążąc w pierścieniu, osiąga wreszcie stację odbiorczą, która kopiuje ją do dalszego przetwarzania. Ramka kontynuuje dalszą wędrówkę w pierścieniu aż do momentu osiągnięcia stacji nadawczej. Tutaj zostaje usunięta z pierścienia. Stacja nadawcza może sprawdzić, czy ramka dotarła do stacji odbiorczej i tam została skopiowana.
Inaczej niż sieć Ethernet (z metodą dostępu CSMA/CD), sieci z dostępem Token-Passing mają charakter deterministyczny, co oznacza możliwość wyliczenia maksymalnego czasu, który upłynie do momentu rozpoczęcia transmisji przez dowolną stację. Właściwość ta oraz inne cechy omówione dalej czynią z Token Ring sieć przydatną w aplikacjach, w których opóźnienie musi być przewidywalne. Przykładem może być sieć wspomagająca automatyzację fabryki.
System priorytetu
Sieć Token Ring używa systemu priorytetu zezwalającego stacjom o wysokim priorytecie na częstsze używanie sieci. W tym celu ramka sieci Token Ring ma dwa pola sterujące priorytetem: pole priorytet i pole rezerwacja.
Tylko stacje z priorytetem równym lub większym od priorytetu w token mogą przechwycić żeton. Po przechwyceniu token i zamianie na ramkę informacyjną tylko stacje z wartością priorytetu większą od wartości priorytetu stacji transmitującej mogą rezerwować token do następnego obiegu w pierścieniu sieciowym. Gdy następny token jest generowany, ma on wyższy priorytet stacji rezerwującej.
Mechanizmy sterowania uszkodzeniami sieci
W sieciach Token Ring stosuje się wiele mechanizmów umożliwiających detekcję i eliminację uszkodzeń. W tym celu jedna stacja w sieci Token Ring zostaje wybrana jako monitor aktywny (Active Monitor). Stacja ta, którą teoretycznie może być dowolna stacja w sieci, pracuje jako centralne źródło informacji czasowych używanych przez inne stacje podłączone do pierścienia oraz generuje cały szereg funkcji konserwacyjnych pierścienia. Jedną z tych funkcji jest usuwanie z pierścienia ciągle krążących ramek. Gdy stacja nadawcza ulega uszkodzeniu, jej ramka może kontynuować obieg w pierścieniu, co może doprowadzić do wstrzymania transmisji ramek pochodzących od innych stacji i w praktyce zablokować sieć. Aktywny monitor może rozpoznawać takie ramki, usuwać je z sieci i generować nowy token.
IBM-owskie sieci Token Ring, zbudowane w topologii gwiazdy, mają mechanizm poprawiający ich niezawodność. Wszystkie informacje w sieci Token Ring są widziane przez urządzenia MAU, które można programować tak, by możliwe było odszukiwanie niesprawności i jeśli zachodzi taka potrzeba - selektywne usuwanie stacji z pierścienia.
W sieci Token Ring można ponadto stosować algorytm drogowskaz (Beaconing), który rozpoznaje i próbuje naprawiać pewne uszkodzenia w sieci. Dzieje się to w następujący sposób: zawsze kiedy stacja sieciowa rozpoznaje poważne uszkodzenie (na przykład przerwanie kabla), wysyła ramkę beacon, definiującą uszkodzą domenę. Domena ta ma stację raportującą uszkodzenie. Beaconing inicjuje proces zwany autorekonfiguracją, w którym stacje w uszkodzonej domenie są automatycznie diagnozowane. Fizycznie może to być wykonane przez urządzenie MAU.
Format ramki w Token Ring i IEEE 802.5
Standardy Token Ring i IEEE 802.5 używają dwóch podstawowych typów ramek: ramka danych/komenda i ramka token. Token ma 3 bajty długości, a ramka danych/komenda ma zmienną długość zależnie od rozmiaru pola informacja. Ramki danych przenoszą informację do protokołów wyższych warstw, a komendy zawierają informacje sterujące i nie są przesyłane do wyższych warstw.
