Особенности технологии Tocken Ring

Стандарт 802.5 предусматривает использование маркерного метода доступа и две скорости передачи: 4 и 16 Мбит/с. Время удержания маркера составляет 10 мс. За это время рабочая станция может передавать свои кадры. Минимальный и максимальный размер кадра не определены, однако обычно максимальный размер кадра при скорости 4 Мбит/с составляет 4Кбайт, а для 16 Мбит/с – 16 Кбайт.

В сетях Tocken Ring 16 Мбит/с используется также модифицированный метод доступа к кольцу с использованием раннего освобождения маркера. При этом станция, передающая всю информацию, может освободить маркер сразу же после отправки в сеть своего последнего кадра, не дожидаясь принятия этого кадра с подтверждением приема. Тем самым пропускная способность сети используется более эффективно.

Активный монитор выбирается из числа рабочих станций в момент инициализации кольца. Им становится станция с максимальным МАС адресом. Активный монитор каждые 3с передает в сеть специальный кадр – признак активного монитора. Если такой кадр не появляется в сети более 7с (например, активный монитор вышел из строя или просто выключен пользователем), то остальные станции в сети опять выбирают новый активный монитор. Тем самым сеть самостоятельно поддерживает свою работоспособность.

В Tocken Ring используется три типа кадров: маркер, кадр данных и прерывающая последовательность. Формат этих кадров показан ниже.

маркер

SD

AC

ED

информационный кадр

SD

FC

DA

SA

кадр LLC

CRC

ED

FS

прерывающая последовательность

SD

ED

Рис. 14. Форматы кадров Tocken Ring

SD (Start Delimiter) – начальный ограничитель (1 байт): специальная последовательность манчестерского кода, начинающая любой кадр;

ED (End Delimiter) – конечный ограничитель (1 байт): специальная последовательность манчестерского кода, заканчивающая кадр;

AC (Access Control) – управление доступом (1 байт вида РРРTMRRR), где РРР – биты приоритета, Т – бит маркера, М – бит монитора (устанавливается в 1, если этот кадр сгенерирован монитором), RRR – биты резервного приоритера;

FC (Frame Control) тип управляющего кадра (1 байт), управляющие кадры могут быть:

· DAT (Dublicate Address Test) – тест дублирования адреса;

· AMP (Active Monitor Present) – признак активного монитора;

· SMP (Standby Monitor Present) – признак резервного монитора;

· CT (Claim Token) – маркер заявки на выбор нового монитора;

· BCN (Beacon) – сигнал наличия сбоя в работе кольца;

· PRG (Purge) – сигнал очистки после инициализации нового монитора.

DA (Destination Address) – МАС адрес получателя (6 байт);

SA (Source Address) – МАС адрес отправителя (6 байт);

CRC – код циклического контроля (4 байта);

FS (Frame Status) – статус кадра (1 байт). Это поле заполняется станцией – получателем. Оно не защищено контрольной суммой CRC, поэтому дублируется и имеет вид АСххАСхх. А – бит распознавания адреса – устанавливается в 1 станцией адресатом (если передающая станция обнаруживает в этом поле 0, это означает, что адресат отсутствует в сети). С – бит копирования кадра – устанавливается в 1, если кадр корректно дошел до станции назначения.

Прерывающая последовательность может быть вставлена в любое место потока битов и сигнализирует о том, что текущий кадр нужно игнорировать.

В Tocken Ring используется логическая топология кольцо, а физически рабочие станции подключаются по топологии звезда к концентраторам MSAU (Multi-Station Access Unit). Сами концентраторы также могут соединяться друг с другом по кольцу. В одной сети все устройства должны работать на одной скорости (4 или 16 Мбит/с). Максимальная длина кольца – 4000 метров, максимальное число станций – 260, расстояние от станции до MSAU – до 100 м.

Приоритеты в Tocken Ring

В технологии Tocken Ring, в отличии от Ethernet, имеется возможность использовать систему приоритетов кадров. Приоритет может иметь значение от 0 до 7 и должен определяться протоколами верхнего уровня. Станция, принявшая маркер, может удерживать его и передавать свой кадр, только если приоритет этого кадра больше или равен приоритета маркера (поле РРР маркера). В противном случае станция обязана передать маркер дальше, однако может записать в биты резервного приоритета (поле RRR маркера) приоритет кадра, который она собирается передавать (если этот приоритет больше, чем записанный в этом поле). В результате в биты резервного приоритета будет записан максимальный приоритет станции, которая ожидает маркера, но не может его захватить из-за его высокого приоритета. Станция, сумевшая захватить маркер, удерживает его 10 мс и передает свои кадры, а затем восстанавливает в сети маркер, переписывая в биты приоритета РРР значения из поля резервного приоритета RRR (а его обнуляет). Тем самым маркер сможет захватить станция со следующим значением приоритета и передавать свои кадры.

Технология FDDI

Технология FDDI (Fiber Distributed Data Interface) была разработана в 1988 году и утверждена в качестве стандарта ANSI. Эта технология предусматривает передачу кадров со скоростью 100 Мбит/с по двойному опто-волоконному кольцу длиной до 100 км.

Технология FDDI является развитием технологии Token Ring, в частности в ней используется маркерный метод доступа и метод раннего освобождения маркера (как в 16 Мбитном Token Ring). Однако существуют и некоторые отличия. В частности, вместо использования 8 уровней приоритета в FDDI используется только 2. Точнее весь трафик делится на два класса: синхронный (т.е. критичный к временным задержкам, например – потоковое видео) и асинхронный (обычный компьютерный трафик). Для передачи кадров синхронного трафика станция всегда может захватить маркер и удерживать его заранее заданный промежуток времени. Если же необходимо передавать кадры асинхронного трафика, то станция определяет промежуток времени с момента прихода предыдущего маркера (TRT – Token Rotation Time). Эта величина сравнивается с установленным максимально возможным временем оборота маркера – T_Opr. Если кольцо не перегружено и маркер пришел раньше T_Opr, то станция может его захватить и удерживать время (T_Opr – TRT), передавая свои кадры. Если же кольцо перегружено, то станция, передающая асинхронные кадры, обязана передать маркер дальше. Поскольку все станции вынуждены пропустить маркер, то на следующем обороте он прийдет раньше, что даст возможность его захвата. Таким образом, метод доступа для асинхронного трафика является адаптивным, подстраивающимся под реальную загрузку сети.

Большое внимание при разработке стандарта FDDI уделено обеспечению отказоустойчивости сети. Для этого используется два оптоволоконных кольца – первичное и вторичное. В нормальном режиме работы данные передаются по первичному кольцу. При обрыве связи происходит автоматическая реконфигурация сети – станции, ближайшие к точке обрыва, замыкают оба кольца и информация опять движется по кольцу. В случае множественных обрывов сеть распадается на несколько самостоятельных сетей, однако они не перестают функционировать (см. Рис).

Рис. 15. Отказоустойчивость FDDI