Технология Token Ring (IEEE 802.5). Форматы кадров Token Ring. Физический уровень технологии Token Ring.
Сети Token Ring, так же как и сети Ethernet, характеризует разделяемая среда передачи данных, которая в данном случае состоит из отрезков кабеля, соединяющих все станции сети в кольцо. Кольцо рассматривается как общий разделяемый ресурс, и для доступа к нему требуется не случайный алгоритм, как в сетях Ethernet, детерминированный, основанный на передаче станциям права на использование кольца в определенном порядке. Это право передается с помощью кадра специального формата, называемого маркером или токеном (token).
Технология Token Ring был разработана компанией IBM в 1984 году, а затем передана в качестве проекта стандарта в комитет IEEE 802, который на ее основе принял в 1985 году стандарт 802.5.
Технология Token Ring является более сложной технологией, чем Ethernet. Она обладает свойствами отказоустойчивости. Посланный кадр всегда возвращается в станцию - отправитель. В некоторых случаях обнаруженные ошибки в работе сети устраняются автоматически, например может быть восстановлен потерянный маркер. В других случаях ошибки только фиксируются, а их устранение выполняется вручную обслуживающим персоналом.
Для контроля сети одна из станций выполняет роль так называемого активного монитора. Активный монитор выбирается во время инициализации кольца как станция с максимальным значением МАС-адреса. Если активный монитор выходит из строя, процедура инициализации кольца повторяется и выбирается новый активный монитор. Чтобы сеть могла обнаружить отказ активного монитора, последний в работоспособном состоянии каждые 3 секунды генерирует специальный кадр своего присутствия. Если этот кадр не появляется в сети более 7 секунд, то остальные станции сети начинают процедуру выборов нового активного монитора.
Форматы кадров Token Ring.
В Token Ring существуют три различных формата кадров:
•маркер;
•кадр данных;
•прерывающая последовательность.
1)Маркер.
Кадр маркера состоит из трех полей, каждое длиной в один байт.
Начальный ограничитель 1 байт
Управление доступом 1 байт
Конечный ограничитель 1 байт
•Начальный ограничитель (Start Delimiter, SD) появляется в начале маркера, а также в начале любого кадра, проходящего по сети. Поле представляет собой следующую уникальную последовательность символов манчестерского кода: JK0JK000. Поэтому начальный ограничитель нельзя спутать ни с какой битовой последовательностью внутри кадра.
•Управление доступом (Access Control) состоит из четырех подполей: РРР, Т, М и RRR, где РРР — биты приоритета, Т — бит маркера, М — бит монитора, RRR — резервные биты приоритета.
Бит Т, установленный в 1, указывает на то, что данный кадр является маркером доступа.
Бит монитора устанавливается в 1 активным монитором и в 0 любой другой станцией, передающей маркер или кадр. Если активный монитор видит маркер или кадр, содержащий бит монитора со значением 1, то активный монитор знает, что этот кадр или маркер уже однажды обошел кольцо и не был обработан станциями. Если это кадр, то он удаляется из кольца. Если это маркер, то активный монитор передает его дальше по кольцу.
• Конечный ограничитель (End Delimeter, ED) — последнее поле маркера. Так же как и поле начального ограничителя, это поле содержит уникальную последовательность манчестерских кодов JK1JK1, а также два однобитовых признака: I и Е.
Признак I (Intermediate) показывает, является ли кадр последним в серии кадров (I=0) или промежуточным (I=1).
Признак Е (Error) — это признак ошибки. Он устанавливается в 0 станцией - отправителем, и любая станция кольца, через которую проходит кадр, должна установить этот признак в 1, если она обнаружит ошибку по контрольной сумме или другую некорректность кадра.
2)Кадр данных и прерывающая последовательность.
Кадр данных включает те же три поля, что и маркер, и имеет кроме них еще несколько дополнительных полей.
Таким образом, кадр данных состоит из следующих полей:
• начальный ограничитель (Start Delimiter, SD) – 1 байт;
• управление кадром (Frame Control, FC) – 1 байт;
• адрес назначения (Destination Address, DA) - 2 или 6 байт;
• адрес источника (Source Address, SA) – 2 или 6 байт;
• данные (INFO) – размер не определен;
• контрольная сумма (Frame Check Sequence, FCS) – 4 байта;
• конечный ограничитель (End Delimeter, ED) – 1 байт;
• статус кадра (Frame Status, FS) – 1 байт.
Кадр данных может переносить либо служебные данные для управления кольцом (данные МАС-уровня), либо пользовательские данные (LLC-уровня). Стандарт Token Ring определяет 6 типов управляющих кадров МАС-уровня. Поле FC определяет тип кадра (MAC или LLC), и если он определен как MAC, то поле также указывает, какой из шести типов кадров представлен данным кадром.
3)Прерывающая последовательность может появиться в любом месте потока битов и сигнализирует о том, что текущая передача кадра или маркера отменяется.
Физический уровень технологии Token Ring.