Метод доступа и кадры для сетей Token Ring

Адаптеры Token Ring поддерживают метод доступа Token Ring (маркерное кольцо) и обеспечивают скорости передачи 4 Мбит/с или 16 Мбит/с. Ниже перечислены основные положения этого метода:
· станции подключаются к сети по топологии кольцо,
· все станции, подключённые к сети, могут передавать данные, только получив разрешение на передачу (маркер),
· в любой момент времени только одна станция в сети обладает таким правом.
Data/Command Frame Token Abort
SD

SD
1 SD 1

AC

AC
1 ED 1

FC

ED
1
DA


SA


Пакет
до 4202


FCS


ED


FS


Рисунок 3.2. Типы кадров для сетей Token Ring
Этот метод доступа излагается при обсуждении кадров Token Ring в конце данного пункта.
В сетях Token Ring используются три основных типа кадров (рис. 2):
· Data/Command Frame (кадр управления/данные),
· Token (маркер),
· Abort (кадр сброса).
Цифры на рисунке обозначают длины полей кадров (в байтах). Здесь введены следующие обозначения полей:
SD (Start Delimiter) - признак начала кадра. Синхронизирует работу приёмника и передатчика, подготавливает станцию к приёму пакета.
AC (Access Control) - поле управления доступом. Содержит поле приоритета Р (3 бита), поле маркера Т (1 бит), поле монитора М (1 бит) и рабочее поле R (3 бита). Поясним назначение полей Р, Т и М.
1. Поле Р (Priority). Предположим, что станции WS1, WS2 и WS3 связаны в кольцо. Пусть у станции WS2 есть данные для передачи с приоритетом 5. В это время через неё проходит кадр (например, данные от WS1), где в поле AC установлен приоритет 3 (поле Р). Тогда WS2 запоминает старое значение Р (=3), устанавливает в Р новое значение (=5, т. е. более высокий уровень) и ретранслирует кадр дальше. По кольцу этот кадр возвращается к станции-отправителю WS1. Она, обнаружив в поле Р значение 5, формирует кадр Token (маркер) со значением поля Р, равным 5, и направляет этот кадр по кольцу. Таким образом, станция WS2 получит право на передачу, поскольку у неё самый высокий приоритет. Передав данные, WS2 сформирует и передаст кадр Token с приоритетом 5. Если ни одна станция в сети не имеет данных с таким приоритетом, то маркер (кадр Token) вернётся на WS2. Эта станция "вспомнит", что в своё время увеличила приоритет, и уменьшит его, изменив значение Р в поле AС с 5 на 3. Затем маркер с приоритетом 3 будет передан в сеть.
2. Поле Т (Token). Этот бит равен 1, если это кадр Data/Command Frame, и равен 0, если это кадр Token.
3. Поле М (Monitor). При первом проходе станция-монитор устанавливает этот бит в 1. Если затем она получает по кольцу этот кадр с битом М=1, то считает, что станция-отправитель неисправна и удаляет этот кадр из сети.
FC (Frame Control) - поле кадра управления. Для кадра управления в этом поле содержится команда управления. Это может быть команда инициализации кольца, команда проверки адресов устройств и т. п.
DA (Destination Address) - адрес приёмника. Это может быть broadcast-, multicast- или unicast-адрес.
SA (Source Address) - адрес источника.
Пакет - это данные, сформированные каким-либо протоколом (например, IPX). Максимальная длина пакета зависит от загрузки сети. При большой загрузке сети, когда многие станции имеют данные для передачи, интервал времени между получениями маркера станцией будет увеличиваться. В такой ситуации станции автоматически уменьшают максимальный размер пакета, поэтому каждая станция будет передавать свои данные за более короткий промежуток времени и, следовательно, уменьшится время получения (ожидания) маркера или время доступа станции к среде. Когда загрузка сети уменьшается, максимальный размер пакета динамически увеличивается. Этот механизм позволяет устойчиво работать сети Token Ring при пиковых нагрузках.
FCS (Frame Check Sequence) - контрольная сумма, вычисленная для полей FC, DA, SA, Пакет.
ED (End Delimiter) - конечный ограничитель кадра. Кроме этого один бит в этом поле используется для индикации, что этот кадр является последним в логической цепочке. Ещё один бит изменяется приёмником при обнаружении ошибки после сравнения контрольной суммы со значением в поле FCS.
FS (Frame Status) - поле статуса кадра. Состоит из полей A (Address Resolution) и C (Frame Copied). Передающая станция устанавливает эти поля в 0, а принимающая станция изменяет их в соответствии с результатами приёма кадра и ретранслирует кадр дальше по сети. Когда кадр возвращается на станцию-передатчик, выполняется проверка полей A и С (табл. 1), и кадр удаляется из кольца.
Таблица 3.1.
Значения полей А и С
А
С
Описание


Станция-приёмник не доступна в данный момент.


Станция-приёмник обнаружила ошибку в кадре. Передача кадра повторяется.


Недопустимая комбинация битов.


Передача выполнена успешно.
Ниже приведено краткое описание метода доступа Token Ring.
Управление станциями в сети происходит с помощью передачи специального кадра Token - маркера (рисунок 2.29). Станция, которая приняла маркер, получает право на передачу и может передавать данные. Для этого станция удаляет маркер из кольца, формирует кадр данных и передаёт его следующей станции. В сети Token Ring все станции принимают и ретранслируют все кадры, проходящие по кольцу. При приёме станция сравнивает поле адреса кадра (DA) с собственным адресом. Если адреса не совпадают, то кадр передаётся далее по кольцу без изменений. Если адреса совпадают, или принят кадр с broadcast-адресом, то содержимое копируется в буфер станции, а по результатам приёма вносятся изменения в поле статуса кадра (FS). Затем кадр передаётся далее по сети и, таким образом, возвращается на станцию-отправитель. Получив кадр, станция-отправитель проверяет поле статуса кадра (FS) (табл. 1), формирует маркер и передаёт его следующей станции. Таким образом, следующая станция получает право на передачу данных.