Маркерний метод доступу до середовища (Token Passing) Мережі Token Ring.

Token Passing - маркерний метод доступу, при якому вузли передають один од-ному спеціальний пакет - «маркер», який дає «право» на передачу (ArcNet, TokenRing, FDDI);

Мережі Token Ring, як і мережі Ethernet, характеризуються використанням розділюваного середовища передачі даних, яке у даному випадку складається із відрізків кабеля, які з’єднують всі вузли мережі у кільце. Кільце розглядається як спільний розділюваний ресурс, і для доступу до нього використовується детермінований алгоритм, який базується на передачі станціям права на використання кільця у певному порядку (Token Passing). Це право передається з допомогою кадру спеціального формату, який називається маркером.

Мережі Token Ring працюють з двома бітовими швидкостями – 4 і 16 Мб/с. Використання станцій, які працюють на різних швидкостях, у одному кільці не допускається.

Технологія Token Ring володіє властивостями відмовостійкості. Тут визначені процедури контролю роботи мережі, які використовують зворотній зв’язок кільцеподібної структури – відісланий кадр завжди повертається до станції-відправника. У деяких випадках помилки у роботі мережі знешкоджуються автоматично, в інших – лише фіксуються, а їх усунення відбувається вручну.

Для контролю роботи мережі одна із станцій виконує роль так званого активного монітора. Він обирається під час ініціалізації кільця як станція із максимальним значенням МАС-адреси. Якщо активний монітор виходить з ладу, процедура ініціалізації кільця повторюється, і обирається новий активний монітор. Щоб мережа могла виявити відмову активного монітора, останній у працездатному стані кожні 3 с генерує спеціальний кадр своєї присутності. Якщо цей кадр не з’являється більше 7 с, то інші вузли мережі починають процедуру виборів нового активного монітора.

Концентратори Token Ring можуть бути активними або пасивними. Пасивний концентратор просто з’єднує порти внутрішніми зв’язками таким чином, щоб станції, під’єднані до цих портів, утворювали кільце. Ані підсилення сигналів, ані їх ресинхронізацію пасивний концентратор не виконує, але для забезпечення зв’язності кільця незалежно від стану під’єднаних комп’ютерів він забезпечує обхід порта, коли вузол, під’єднаний до цього порта, вимкнено.

Активний концентратор виконує функції регенерації сигналів, тому іноді називається повторювачем, як в стандарті Ethernet.

У загальному випадку мережа Token Ring має комбіновану зірково-кільцеву структуру. Кінцеві вузли під’єднуються до MSAU по топології зірки, а самі MSAU об’єднуються через спеціальні порти Ring In та Ring Out для утворення магістрального фізичного кільця. Кабелі, які з’єднують станцію з концентратором, називаються абонентськими (lobe cable), а кабелі, які з’єднують концентратори – магістральними (trunk cable).

Технологія Token Ring дозволяє використовувати для з’єднання кінцевих станцій і концентраторів різні типи кабелів – STP type 1, UTP cat.3, UTP cat.6 та оптоволоконний кабель.

Кожна станція у мережі Token Ring безпосередньо обмінюється даними лише із двома сусідами. Дані станція завжди отримує лише від однієї станції – тієї, яка є попередньою у кільці. Передачу даних станція завжди здійснює своєму найближчому сусіду вниз за потоком даних.

Отримавши маркер, станція аналізує його, і при відсутності даних для передачі, забезпечує його просування до наступної станції. Станція, яка має дані для передачі, при отриманні маркера вилучає його з кільця, що дає їй право доступу до середовища і передачі своїх даних. Потім ця станція видає у кільце кадр даних встановленого формату послідовно по бітах. Передані дані проходять по кільцю завжди у одному напрямку.

Всі станції кільця ретранслюють кадр побітно, як повторювачі. Якщо кадр проходить через станцію призначення, то, розпізнавши свою адресу, ця станція копіює кадр у свій внутрішній буфер і вставляє у кадр ознаку підтвердження прийому. Станція, яка видала кадр у кільце, при його отриманні з підтвердженням прийому вилучає цей кадр з кільця і передає у мережу новий маркер для забезпечення можливості передачі даних іншим.

Для різних видів повідомлень, які передаються кадрам, можуть призначатися різні пріоритети: від 0 (найнижчий) до 7 (найвищий). Рішення про пріоритет конкретного кадру приймає передаюча станція. Маркер також завжди має певний рівень поточного пріоритету. Станція має право захопити переданий їй маркер лише в тому випадку, якщо пріоритет кадру, який вона хоче передати, вищий або рівний пріоритету маркера.

За наявність у мережі маркера, при чому єдиної його копії, відповідає активний монітор. Якщо активний монітор не отримує маркер протягом певного часу, то він породжує новий маркер.

У Token Ring існують три різних формати кадрів:

- маркер

- кадр даних

- перериваюча послідовність

Кадр маркера складається із трьох полів, кожне довжиною 1 байт.

· Початковий обмежувач (Start Delimiter, SD) з’являється на початку маркера, а також на початку будь-якого кадру, що проходить по мережі.

· Керування доступом (Access Control, AC) складається із 4-х підполів: РРР – біти пріоритету, Т – біт маркера, М – біт монітора, RRR – резервні біти пріоритету. Біт Т, встановлений в 1, вказує, що даний кадр є маркером доступу. Біт монітору встановлюється в 1 активним монітором і в 0 – будь-якою іншою станцією, яка передає маркер або кадр. Якщо активний монітор бачить маркер або кадр, який містить біт монітора із значенням 1, то він знає, що цей кадр або маркер вже один раз обійшов кільце і не був оброблений станціями. Якщо це кадр, то він видаляється з кільця. Якщо маркер – передається далі по кільцю.

· Кінцевий обмежувач (End Delimiter, ED) – останнє поле маркера. Містить унікальну послідовність манчестерських кодів, а також дві однобітові ознаки: І і Е. Ознака І (Intermediate) показує, чи є кадр останнім в серії кадрів (0) чи проміжним (1). Ознака Е (Error) – це ознака помилки; вона встановлюється в 0 станцією-відправником і будь-яка станція кільця, через яку проходить кадр, повинна встановити цю ознаку в 1, якщо вона виявить помилку по контрольній сумі або іншу некоректність кадру.

Кадр даних включає ті ж поля, що і маркер, і крім них має ще кілька додаткових полів, а саме:

· Початковий обмежувач (Start Delimiter, SD)

· Управління доступом (Access Control, AC)

· Управління кадром (Frame Control, FC)

· Адреса отримувача (Destination Address, DA)

· Адреса відправника (Source Address, SA)

· Дані (Data)

· Контрольна сума (Frame Check Sequence, FCS)

· Кінцевий обмежувач (End Delimiter, ED)

· Статус кадру (Frame Status, FS)

Кадр даних може переносити або службові дані для управління кільцем (дані МАС-рівня) або дані користувача.

Перериваюча послідовність складається із двох байт, які містять початковий і кінцевий обмежувачі. Вона може з’явитися у будь-якому місці потоку бітів і сигналізує про те, що поточна передача кадру або маркера відміняється.

Мережі Ethernet

Ethernet (езернет, від лат. aether — етер) — базова технологія локальних обчислювальних (комп'ютерних) мереж з комутацією пакетів, що використовує протокол CSMA/CD (множинний доступ з контролем несної та виявленням колізій). Цей протокол дозволяє в кожний момент часу лише один сеанс передачі в логічному сегменті мережі. При появі двох і більше сеансів передачі одночасно виникає колізія, яка фіксується станцією, що ініціює передачу. Станція аварійно зупиняє процес і очікує закінчення поточного сеансу передачі, а потім знову намагається повторити передачу. Ethernet-мережі функціонують на швидкостях 10Мбіт/с, Fast Ethernet — на швидкостях 100Мбіт/с, Gigabit Ethernet — на швидкостях 1000Мбіт/с, 10 Gigabit Ethernet — на швидкостях 10Гбіт/с. В кінці листопада 2006 року було прийняте рішення про початок розробок наступної версії стандарту з досягненням швидкості 100Гбіт/с (100 Gigabit Ethernet).

З самого початку Ethernet базувався на ідеї зв’язку комп’ютерів через єдиний коаксіальний кабель, який виконував роль транзитного середовища. Використовуваний метод був дещо схожим на методи радіопередач (хоча й з суттєвими відмінностями, наприклад, те, що в кабелі значно легше виявити колізію, ніж в радіоефірі). Загальний мережний кабель, через який велася передача, був дещо подібним на ефір, і з цієї аналогії походить назва Ethernet (англ. net – «мережа»).

З плином часу з відносно простої початкової специфікації Ethernet розвинувся у складну мережну технологію, яка зараз використовується у більшості комп’ютерних систем. Щоб зменшити ціну та полегшити управління та виявлення помилок в мережі, коаксіальний кабель згодом був замінений зв’язками типу «точка-точка», що з’єднувалися між собою концентраторами/комутаторами (хабами/світчами). Своїм комерційним успіхом технологія Ethernet завдячує появі стандарту з використанням кабелю типу «вита пара» в якості транзитного середовища.

На фізичному рівні станції Ethernet спілкуються між собою за допомогою передачі одна одній пакетів – невеликих блоків даних, які відправляються та доставляються індивідуально. Кожна Ethernet-станція має свою власну 48-бітну MAC-адресу, яка використовується як кінцевий пункт або джерело для кожного пакету. Мережні картки, як правило, не сприймають пакетів, що адресовані іншим Ethernet-станціям. Унікальна МАС-адреса є записаною в контролер кожної мережної карти.

Незважаючи на серйозні зміни від 5-Мбітного товстого коаксіалу до 1-Гбітного оптоволоконного зв'язку типу «точка-точка», різні варіанти Ethernet на найнижчому рівні є майже однаковими з точки зору програміста і можуть бути легко з’єднані між собою за допомогою дешевого обладнання. Це є можливим, оскільки формат кадру лишається незмінним, не дивлячись на різні процедури доступу до мережі.

Поиск по сайту: