Технология Token Ring

Эта технология канального уровня была разработана компанией IBM в начале1980 гг., а затем стандартизирована IEEE в проекте 802, как спецификация IEEE 802.5. Сети Token Ring относятся к сетям с маркерным методом управления доступом, в которых отсутствует конкуренция за доступ к среде передачи. Логически сеть Token Ring представляет собой кольцо, а физически — звезду. Сети Token Ring работают с двумя битовыми скоростями — 4 и 16 Мбит/с. Смешение станций, работающих на различных скоростях, в одном кольце не допускается.

Для объединения компьютеров в сетях Token Ring используются концентраторы — т.н. устройства многостанционного доступа (MSAU, MultiStation Access Unit). Рабочие станции отдельными кабелями подключаются к MSAU по топологии «звезда». Технология Token Ring позволяет использовать для соединения экранированную или неэкранированную витую пару.

Максимальная длина сегмента при использовании неэкранированной витой пары (UTP) – 150 м (при работе на скорости 4 Мбит/с) или 60 м (при работе на скорости 16 Мбит/с), при использовании экранированной витой пары (STP) – расстояние передачи увеличивается до 300 м (для 4 Мбит/с) или 100 м (для 16 Мбит/с).

В кольце на основе неэкранированных кабелей может работать не более 72 станций, в кольце на основе экранированных кабелей – максимум 260 станций.

Рис. 5.12 Сеть Token Ring
Рис. 5.12 Сеть Token Ring

В сетях с маркерным методом доступа право на доступ к среде передается циклически от станции к станции по логическому кольцу. Кольцо образуется отрезками кабеля, соединяющими все рабочие станции, и рассматривается как разделяемая среда передачи. Для обеспечения доступа станций к физической среде по кольцу циркулирует кадр специального формата и назначения – маркер или токен (token).

Маркер представляет собой определенную последовательность битов и одновременно может быть использован только одной рабочей станцией или узлом. Получив маркер, рабочая станция анализирует его, при необходимости модифицирует, а при отсутствии у нее данных для передачи обеспечивает его продвижение к следующей станции. Станция, которая имеет данные для передачи, при получении маркера, извлекает его из кольца, что дает ей право доступа к физической среде и передачи своих данных. Затем эта станция преобразует маркер в кадр установленного формата и начинает передавать его по кольцу. Кадр снабжен адресом назначения и адресом источника (каждая рабочая станция имеет уникальный 48-битный МАС-адрес).

Передаваемые данные проходят по кольцу всегда в одном направлении от одной станции к другой, поэтому их получают все рабочие станции сети. Каждая станция проверяет, не ей ли предназначен кадр. Если нет, то станция выступает в роли ретранслятора и передает полученный кадр следующей станции сети. Когда станция-адресат распознает кадр, она копирует его в свою память, затем модифицирует некоторые биты в формате кадра (признак подтверждения приема) и возвращает его по кольцу обратно станции-отправителю. Последняя изымает этот кадр из кольца и проверяет, нормально ли принято сообщение. После этого она выдает новый маркер для обеспечения возможности другим станциям сети передавать данные.

Время владения разделяемой средой в сети Token Ring ограничивается временем удержания маркера (token holding time), после истечения которого станция обязана прекратить передачу собственных данных (текущий кадр разрешается завершить) и передать маркер далее по кольцу. Станция может успеть передать за время удержания маркера один или несколько кадров в зависимости от размера кадров и величины времени удержания маркера.

Сети Token Ring, работающие со скоростью 16 Мбит/с, имеют отличный от сетей со скоростью 4 Мбит/с алгоритм доступа к кольцу, называемый алгоритмом раннего освобождения маркера (Early Token Release). В соответствии с ним станция передает маркер следующей станции сразу же после окончания передачи последнего бита кадра, не дожидаясь возвращения по кольцу этого кадра с битом подтверждения приема. В этом случае пропускная способность кольца используется более эффективно, так как по кольцу одновременно продвигаются кадры нескольких станций. Тем не менее, свои кадры в каждый момент времени может генерировать только одна станция — та, которая в данный момент владеет маркером. Остальные станции в это время только ретранслируют чужие кадры, так что принцип разделения кольца во времени сохраняется, ускоряется только процедура передачи владения кольцом.

Технология Token Ring обладает свойствами отказоустойчивости. Для контроля работы сети и обработки ошибок в сетях Token Ring одна из станций выполняет роль активного монитора, который изучает кадры, циркулирующие по сети, удаляет все дефектные кадры, выдает новый маркер и обеспечивает правильную работу сети.

К достоинствам технологии Token Ring можно отнести:

  • простоту расчета задержки передачи между любыми двумя устройствами, что особенно важно в автоматизированных системах управления, требующих обработки процессов в реальном режиме времени;
  • отсутствие коллизий.

Недостатки:

  • высокая стоимость, низкая совместимость оборудования;
  • невысокая скорость передачи.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

19 − 3 =