Token ring

Token Ring - технологія локальної обчислювальної мережі (LAN) кільця з "маркерним доступом" - протокол локальної мережі, який знаходиться на канальному рівні (DLL) моделі OSI. Він використовує спеціальний трехбайтовий фрейм, названий маркером, який переміщається навколо кільця. Володіння маркером надає право власникові передавати інформацію на носії. Кадри кільцевої мережі з маркерним доступом переміщаються в циклі.


1. Опис

Станції на локальної обчислювальної мережі (LAN) Token Ring логічно організовані в зіркоподібну топологію з даними, переданими послідовно від однієї кільцевої станції до іншої з керуючим маркером, циркулюючим навколо кільцевого доступу управління. Цей механізм передачі маркера спільно використаний ARCNET, маркерною шиною, та FDDI, і має теоретичні переваги перед стохастичним CSMA / CD Ethernet.

2. Передача маркера

Token Ring і IEEE 802.5 є головними прикладами мереж з передачею маркера. Мережі з передачею маркера переміщають по мережі невеликий блок даних, званий маркером. Володіння цим маркером гарантує право передачі. Якщо вузол, що приймає маркер, не має інформації для відправки, він просто переправляє маркер до наступної кінцевої станції. Кожна станція може утримувати маркер протягом певного максимального часу (за замовчуванням - 10 мс).

Дана технологія пропонує варіант вирішення проблеми колізій, що виникає при роботі локальної мережі. У технології Ethernet, такі колізії виникають при одночасній передачі інформації декількома робочими станціями, що знаходяться в межах одного сегмента, тобто використовують загальний фізичний канал даних.

Якщо у станції, яка володіє маркером, є інформація для передачі, вона захоплює маркер, змінює у нього один біт (в результаті чого маркер перетворюється в послідовність "початок блоку даних"), доповнює інформацією, яку він хоче передати і відсилає цю інформацію до наступної станції кільцевій мережі. Коли інформаційний блок циркулює по кільцю, маркер в мережі відсутній (якщо тільки кільце не забезпечує "раннього звільнення маркера" - early token release), тому інші станції, охочі передати інформацію, змушені чекати. Отже, в мережах Token Ring не може бути колізій. Якщо забезпечується раннє вивільнення маркера, то новий маркер може бути випущений після завершення передачі блоку даних.

Інформаційний блок циркулює по кільцю, поки не досягне передбачуваної станції призначення, яка копіює інформацію для подальшої обробки. Інформаційний блок продовжує циркулювати по кільцю; він остаточно віддаляється після досягнення станції, відіслав цей блок. Станція відправлення може перевірити повернувся блок, щоб переконатися, що він був переглянутий і потім скопійований станцією призначення.


3. Сфера застосування

На відміну від мереж CSMA / CD (наприклад, Ethernet) мережі з передачею маркера є детерміністичних мережами. Це означає, що можна обчислити максимальний час, який пройде, перш ніж будь-яка кінцева станція зможе передавати. Ця характеристика, а також деякі характеристики надійності, роблять мережу Token Ring ідеальною для застосувань, де затримка повинна бути передбачена і важлива стійкість функціонування мережі. Прикладами таких застосувань є середа автоматизованих станцій на заводах.

Застосовується як більш дешева технологія, набула поширення скрізь, де є відповідальні додатки, для яких важлива не стільки швидкість, скільки надійна доставка інформації. В даний час Ethernet по надійності не поступається Token Ring і істотно вище за продуктивністю.


4. Історія

Спочатку технологія була розроблена компанією IBM в 1984. В 1985 комітет IEEE 802 на основі цієї технології прийняв стандарт IEEE 802.5. Останнім часом навіть в продукції IBM домінують технології сімейства Ethernet, незважаючи на те, що раніше протягом довгого часу компанія використовувала Token Ring в якості основної технології для побудови локальних мереж [1].

В основному, технології схожі, але є незначні відмінності. Token Ring від IBM описує топологію " зірка ", коли всі комп'ютери приєднані до одного центрального пристрою ( англ. multistation access unit (MSAU) ), В той час, як IEEE 802.5 не загострює уваги на топології.


5. Модифікації Token Ring

Існують 2 модифікації за швидкостями передачі: 4 Мбіт / с і 16 Мбіт / с. У Token Ring 16 Мбіт / с використовується технологія раннього звільнення маркера. Суть цієї технології полягає в тому, що станція, "захопила" маркер, по закінченні передачі даних генерує вільний маркер і запускає його в мережу. Спроби запровадити 100 Мбіт / с технологію не увінчалися комерційним успіхом. В даний час технологія Token Ring вважається застарілою.

IBM Token Ring IEEE 802.5
Швидкість передачі даних 4,16 Мбіт / с 4,16 Мбіт / с
Кількість станцій в сегменті 260 (екранована вита пара)
72 (неекранована кручена пара)
250
Топологія Кільце Чи не спеціалізовано
Кабель Вита пара Чи не спеціалізовано

Примітки

  1. Оліфер В. Г., Оліфер Н. А. Комп'ютерні мережі. Принципи, технології, протоколи: Підручник для вузів. 3-е изд. - Спб.: Питер, 2006. - 958 с ISBN 5-469-00504-6