Token ring

от Уикипедия, свободната енциклопедия

Тази статия се нуждае от подобрение.

Необходимо е: форматиране, препратки. Ако желаете да помогнете на Уикипедия, просто щракнете на редактиране и нанесете нужните корекции.

[редактиране]

Въпреки че за създател на LAN стандарта Token-Ring се счита IBM, той реално е патентован през 1967г. от доктор Олаф Солдерблум в Швеция. IBM придобива технологията от д-р Солдерблум и с помоща на Texas Instruments я доразработва. Излязлата по-късно спецификация IEEE 802.5 е почти идентична и напълно съвместима с Token-Ring мрежата на IBM. Понятието Token Ring се отнася както за разработката на IBM така и за IEEE 802.5.

Въпреки пълната съвместимост на Token-Ring и IEEE 802.5 мрежите, има и малки различия в спецификациите на двете технологии.

Token-Ring използва логическа топололия token-passing (предаване на маркер) като данните се предават в една посока. Всяко устройство приема от своя горен съсед в потока и предава на своя долен съсед. Кръговата топология предаване на маркер, пренася кадрите без риск от колизии, понеже в даден момент само притежателя на маркера може да предава данни. Маркерът представлява 3-байтов сигнал циркулиращ по кръга.

[редактиране] Основни характеристики:

• Всички станции се свързват една след друга, като предават данни само в една посока. Предаващата двойка на всяко устройство се свързва към приемащата двойка на следващото устройство в кръга.
• Всяка станция се свързва директно във физическа звездообразна стуктура към централни концентратори (MSAU). Целта на MSAU е да запази функционалността на кръга чрез електрическо игнориране на неработещото устойство (когато станцията е изключена или блокирала). Станциите при Token Ring са директно свързани към MSAU, който от своя страна могат да се свържат заедно в един голям кръг.
• Всяка мрежова карта на станция работи като напълно функционален повторител (еднопосочен) като регенерира сигнала и извършва побитово повторение.
• Работи на скорост от 16 Mbps или 4 Mbps, но не и на двете едновременно (зависи от конфигурацията/типа на мрежовата карта. Всички устройства трябва да са съгласни със скоростта на кръга (ако всички станции в кръга могат/са конфигурирани да работят на скорост от 16 mbps тогава това е скоростта на кръга, ако дори само една карта не може или не конфигурирана за тази скорост, то кръга работи на 4 Mbps).

Тoken-passing мрежите ( FDDI е другата такава мрежа) предвижват малък кадър, наречен маркер, по кръга. Притежанието на маркера дава право за предаване на данни. Ако станцията получила маркера няма информация за предаване, предава маркера на следващата станция в потока, като всяка станция може да задържи маркера за определен период от време.

Станция получила маркера и имаща информация за трансфер, го задържа и променя един бит в него, като го превръща в начало на кадър с данни, добавя информацията която трябва да се предаде и изпраща кадъра към следващата станция по кръга. Докато информационен кадър се предвижва по кръга няма маркер в мрежата (освен ако не се използва ранно освобождаване на маркера, обяснено малко по надолу), което означава че останалите станции имащи данни за предаване изчакват до освобождаване на маркера. Информационният кадър обикаля по кръга докато достигне станцията местоназначение, която го копира за обработка. Кадърът продължава да се движи по кръга докато достигне до станцията която го е изпратила. Тя проверява завръщащият се кадър за да разбере дали станцията местоназначение го е видяла и в последствие копирала, след което го премахва и освобождава нов маркер.

Ако се поддържа ранно освобождаване на маркера, след предаването на информационния кадър излъчващата станция освобождава нов маркер който ”гони” кадърът с информация. Така или иначе във даден момент има само един маркер по кръга.

За разлика от CSMA/CD мрежите (като Ethernet) token-passing мрежите се определят като deterministic, което на практика означава че може да се изчисли максималният период от време който ще мине преди всяка станция да може да предава. Поради тази причина Token-Ring мрежите са идеални за приложения при които закъснението трябва да е предвидимо и надеждността на мрежовите операции е от първостепенно значение.

В Token-Ring мрежите се използва приоритетна система позволяваща на определени станции (избрани от администратора) да използват по-често мрежата. Всяко устройство има стойност на приоритет като колкото по-голяма е тази стойност, толкова по-често въпросният хост може да използва мрежата, ”предреждайки” станции с по-малък от неговият приоритет. Token-Ring кадрите имат две полета контролиращи приоритета, това са priority и reservation полетата.

Само станции със стойност на приоритет по-голяма или равна на стойноста на приоритет съдържаща се в маркера могат да го задържат и да предават данни. След като маркера е задържан и променен в информационен кадър, само станция с приоритет по-висок от този на изпращащата, може да си резервира маркера за следващото му преминаване по кръга. Станцията която увеличава стойноста на приоритет на маркера е задължена да върне тази стойност в първоначалното и положение след като приключи с предаването на данните.

Мрежите изградени на база на технологията Token-Ring използват няколко механизма за засичане и справяне с грешките възникващи по време на работа. Една от станциите в мрежата се определя за active monitor. Тази станция (произволно избрана, може да е всяка една) действа като централен източник на синхронизираща информация за всички останали в кръга и изпълнява различни функции свързани с менажирането му. Една от тези функции например е отстраняването на кадри обикалящи продължително време по кръга. Това се получава когато станцията източник на данните отпадне от мрежата по различни причини (изключване, блокиране и др.), преди да отсрани информационният кадър който е излъчила. Примомняме че станцията източник има за задача да отсрани кадъра и да освободи нов маркер. Ако се получи горе описаната ситуация, то кадъра би продължил да се движи по кръга вечно, като ”заключи” мрежата за използване от другите станции. Станцията определена за active monitor има за задача да засича и премахва такива кадри както и да освобождава нов маркер.

Token-Ring използва алгоритъм наречен beaconing за намиране и отстраняване на грешки. Когато станция засече сериозен проблем в мрежата (например прекъснат кабел), тя изпраща специален кадър наречен beacon frame, имащ за цел да определи областта на ”пропадане” на мрежата. Тази област обхваща всичко между станцията сигнализираща за пропадането и най-близкият и активен съсед нагоре в потока. Алгоритъмът стартира процес на самоконфигурация (autoconfiguration) при който крайните устройства от отпадналата област изпълняват автоматично диагностични операции и се опитват да преконфигурират мрежата с цел заобикаляне на отпадналата част. Практически MSAU могат да постигнат това чрез електрическо преконфигуриране (игнориране на отпадналите станции).

Token-Ring и IEEE 802.5 поддържат два основни типа кадри - маркер и даннов/команден кадър. Маркерът е с дължина 3 байта и се състои от стартов разделител, байт за контрол на достъпа и краен разделител. Данновият/команден кадър е с различна дължина в зависимост от големината на информационното поле. Целта на данновите кадри е да пренасят информация предназнечена за протоколи от по-горен слой, докато командният кадър съдържа контролна информация и няма данни предназначени за протоколи от горните слоеве на OSI модела.

Станциите идентифицират сигнала като маркер, като проверяват състоянието на маркерния бит в полето за контрол на достъпа. Ако битът е 0 тогава това е кадър с маркер, ако е 1 - това е кадър с данни/команди. Когато имаме даннов/команден кадър, полето MAC/LLC следващо непосредствено след адреса на източника показва дали кадърът е команда или пренася данни (MAC - команда, LLC - данни).

Полета на маркера:

• Стартов разделител - предупреждава станцията за пристигане на кадър (маркер или даннов/команден)
• Байт за контрол на достъпа - съдържа поле за приоритет (3-те бита с най-голяма тежест), както и поле за резервация (3-те бита с най-малка тежест). Между тях се намират token бита (използван за разграничаване на маркера от кадър с данни/команда) и monitor бита (използван от станцията active monitor за да определи дали кадърът обикаля безкрайно по кръга).
• Краен разделител - поредица от битове в края на маркера или даннов/команден кадър, указващ края на кадъра. Съдържа също и битове използвани за маркиране на ”развалени” кадри и определящи дали това е последен кадър от логическа последователност.

Полета на даннов/команден кадър:
Този тип кадри имат трите полета на кадъра-маркер плюс още няколко:

• Стартов разделител (SD)- предупреждава станцията за пристигане на кадър (маркер или даннов/команден). Влючва сигнали който разграничават байта от останалата част от кадъра.
• Байт за контрол на достъпа (AC)- съдържа поле за приоритет (3-те бита с най-голяма тежест), както и поле за резервация (3-те бита с най-малка тежест). Между тях се намират token бита (използван за разграничаване на маркера от кадър с данни/команда) и monitor бита (използван от станцията active monitor за да определи дали кадърът обикаля безкрайно по кръга).
• Байт за контрол на кадъра (FC) - показва дали кадърът съдържа данни или контролна информация. В контролните кадри този байт определя типа на контролната информация.
• Адрес на местоназначение и адрес на източник (DA и SA) - две 6 байтови адресни полета определящи източника и крайният получател на кадъра.
• Данни (DATA)- дължината на полето зависи пряко от времето за което станцията може да задържи маркера, съдържа данни предназначени за протоколи от по-горни слоеве.
• Проверка на последователността на кадрите (FCS) - съдържа стойност попълнена от станцията изпращач (след изпълнаване на алгоритъма Frame-Check Sequence) и зависеща от съдържанието на кадъра. Станцията получател изпълнява същият алгоритъм и сравнява стойностите за да определи дали кадърът е пострадал по време на пътуването му.
• Краен разделител (ED) - поредица от битове в края на маркера или даннов/команден кадър, указващ края на кадъра. Съдържа също и битове използвани за маркиране на ”развалени” кадри и определящи дали това е последен кадър от логическа последователност.
• Статус на кадъра (FS)- еднобайтово поле в края на кадъра, съдържащо индикатор за разпознаване на адрес (показващ дали местоназначението е ”познало” че кадърът е за него) и индикатор за копиране на кадъра (показващ дали местоназначението е копирало кадъра).

[редактиране] Външни връзки

• Token Ring метод за достъп и спецификация на Физическия слой
• IEEE 802.5 Уеб страница
• Token Ring FAQ
• Token Ring от Уикипедия на немски