What is token ring and how does it work?

What is a full-duplex token ring?

In a dedicated token ring, also called full-duplex token ring, switching hubs enable stations to send and receive data simultaneously on the network. In this case, a token ring switching hub divides the network into smaller segments. When a data packet is transmitted, the token ring switch reads the packet’s destination address and forwards the information directly to the receiving station.

The switch establishes a dedicated connection between the two stations. This enables data to be transmitted and received simultaneously. But, in a full-duplex token ring, the token-passing protocol is suspended, making the network a «tokenless» token ring. Full-duplex token rings are designed to improve network performance by increasing the sending and receiving bandwidth for connected stations.

Token ring history

Attached Resource Computer Network, Fiber Distributed Data Interface (FDDI) and the token bus used the token ring. But the most broadly deployed token ring protocols were those of IBM, released in the mid-1980s, and the standardized version of it known as IEEE 802.5, which appeared in the late 1980s.

The use of token rings and 802.5 started declining in the 1990s. Today, they are considered inactive and obsolete. Enterprise organizations gradually phased out the token ring and adopted Ethernet technology, which dominates LAN designs today. The IEEE 802.5 working group is now listed as disbanded.

Передача маркера[править | править код]

Token Ring и IEEE 802.5 являются главными примерами сетей с передачей маркера. Сети с передачей маркера перемещают по сети небольшой блок данных, называемый маркером. Владение этим маркером гарантирует право передачи. Если узел, принимающий маркер, не имеет информации для отправки, он просто переправляет маркер к следующей конечной станции. Каждая станция может удерживать маркер в течение определённого максимального времени (по умолчанию — 10 мс).

Данная технология предлагает вариант решения проблемы коллизий, которая возникает при работе локальной сети. В технологии Ethernet такие коллизии возникают при одновременной передаче информации несколькими рабочими станциями, находящимися в пределах одного сегмента, то есть использующих общий физический канал данных.

Если у станции, владеющей маркером, имеется информация для передачи, она захватывает маркер, изменяет у него один бит (в результате чего маркер превращается в последовательность «начало блока данных»), дополняет информацией, которую он хочет передать, и отсылает эту информацию к следующей станции кольцевой сети. Когда информационный блок циркулирует по кольцу, маркер в сети отсутствует (если только кольцо не обеспечивает «раннего освобождения маркера» — early token release), поэтому другие станции, желающие передать информацию, вынуждены ожидать. Следовательно, в сетях Token Ring не может быть коллизий. Если обеспечивается раннее высвобождение маркера, то новый маркер может быть выпущен после завершения передачи блока данных.

Информационный блок циркулирует по кольцу, пока не достигнет предполагаемой станции назначения, которая копирует информацию для дальнейшей обработки. Информационный блок продолжает циркулировать по кольцу; он окончательно удаляется после достижения станции, отославшей этот блок. Станция отправки может проверить вернувшийся блок, чтобы убедиться, что он был просмотрен и затем скопирован станцией назначения.

Технология Token Ring. Достоинства и недостатки

Сети Token Ring (стандарт 802.5), 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, а детерминированный, основанный на передаче станциям права на использование кольца в определенном порядке. Это право передастся 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. Компания IBM в течение долгого времени использовала технологию Token Ring в качестве своей основной сетевой технологии для построения локальных сетей на основе компьютеров различных классов — мэйнфреймов, мини-компьютеров и персональных компьютеров. Однако в последнее время даже в продукции компании IBM доминируют представители семейства Ethernet.

Token ring — маркерное кольцо

Среда передачи данных — коаксиал, витая пара.

Скорость передачи данных — до 100 Мбит/с

Длина кабельного сегмента сети — не более 185 м до коммутатора.

Достоинства Token ring:

· гарантированная доставка сообщений;

Недостатки Token ring:

· Необходимы дорогостоящие устройства доступа к сети.

· Высокая сложность технологии реализации сети.

· Необходимы 2 кабеля (для повышения надежности): один входящий, другой исходящий от компьютера к концентратору (2-я модификация кольца, коммутатор).

· Высокая стоимость (160-200% от Ethernet).

Принципы работы сети Token ring:

Технология Token Ring является более сложной технологией, чем Ethernet. Она обладает свойствами отказоустойчивости. В сети Token Ring определены процедуры контроля работы сети, которые используют обратную связь кольцеобразной структуры — 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 активною 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 три секунды генерирует специальный кадр своего присутствия. Если этот кадр не появляется в сети более 7 с, то остальные станции сети начинают процедуру выборов нового активного монитора.

Что такое Ethernet?

Ethernet определяется как система, используемая для подключения различных компьютеров к локальной сети, и имеет различные протоколы, обеспечивающие бесперебойную передачу информации и отсутствие одновременной передачи. В момент первой отправки в 1980-х годах Ethernet поддерживал максимально возможную скорость передачи данных 10 мегабит в секунду (Мбит / с).

После этого предполагаемые нормы «Quick Ethernet» расширили эту наиболее значимую скорость передачи данных до 100 Мбит / с. Инновация Gigabit Ethernet дополнительно расширяет возможности исполнения до 1000 Мбит / с, также существует инновация 10 Gigabit Ethernet.

Ethernet является наиболее распространенным изменением соседства (LAN). Ethernet — это соглашение об уровне соединения в стеке TCP / IP, показывающее, как организованные гаджеты могут организовать информацию для передачи другим системным устройствам в аналогичном фрагменте системы, и как вывести эту информацию в сетевую ассоциацию. Это касается как Уровня 1 (физический уровень), так и Уровня 2 (уровень интерфейса данных) на шоу соглашения об устройстве OSI.

Общая длина отдельных каналов Ethernet ограничена до 100 метров; однако к сетям Ethernet можно эффективно подключить целые школы или офисные структуры, используя устройства для подключения к системе. Ethernet характеризует две единицы передачи, посылку и корпус. Край включает в себя «полезную нагрузку» передаваемой информации, а также тенденцию к данным, различающим физические местоположения «Media Access Control» (MAC) как у получателя, так и у получателя, маркировку VLAN и характер административных данных, а также грубые данные корректировки для выявления проблем. в передаче.

История

Широкий выбор разных локальная сеть технологии были разработаны в начале 1970-х, одна из которых Кембриджское кольцо, продемонстрировал потенциал передача токена звенеть топология, и многие команды по всему миру начали работу над собственными реализациями. На Исследовательская лаборатория IBM в Цюрихе Вернер Букс и Ханс Мюллер, в частности, работали над проектированием и разработкой технологии IBM Token Ring, в то время как ранняя работа в Массачусетский технологический институт привел к Proteon Сеть Token Ring ProNet-10 10 Мбит / с в 1981 году — в том же году, что и рабочая станция продавец Аполлон Компьютер представили свою собственную сеть Apollo Token Ring (ATR) 12 Мбит / с, работающую более 75 Ом РГ-6У коаксиальный кабель. Позднее Proteon разработал версию со скоростью 16 Мбит / с, работающую по неэкранированной витой паре.

IBM выпустила свой собственный продукт Token Ring 15 октября 1985 года. Он работал на 4Мбит / с, и подключение было возможно с компьютеров IBM, компьютеров среднего уровня и мэйнфреймов. В нем использовалась удобная физическая топология «звезда» и проходила экранированная витая пара. Вскоре после этого он стал основой стандарта (ANSI) / IEEE 802.5.

В то время IBM решительно утверждала, что локальные сети Token Ring превосходят Ethernet, особенно под нагрузкой, но эти утверждения горячо обсуждались.

В 1988 году рабочая группа 802.5 стандартизировала более быстрое Token Ring со скоростью 16 Мбит / с, и увеличение до 100 Мбит / с было стандартизировано и продано во время упадка существования Token Ring. Однако он никогда не был широко использован, и хотя стандарт 1000 Мбит / с был утвержден в 2001 году, на рынок не было выпущено ни одной продукции. и деятельность по стандартизации остановилась, когда Fast Ethernet и Гигабитный Ethernet доминировала на рынке локальных сетей.

What is token ring star topology?

In a star topology, token ring access could connect up to 225 nodes at 4 million, 16 million or 100 million bits per second, conforming to the IEEE 802.5 standard. An MSAU connects all stations using a twisted pair cable. For example, users could connect six nodes to an MSAU in one office and connect that MSAU to an MSAU in another office that served eight other nodes. In turn, that MSAU could connect to another MSAU that connected to the first MSAU.

Such a physical configuration is called a star topology. However, the actual configuration is a ring topology because every message passes through every computer, one at a time, until it forms a ring.

An advantage of an MSAU is that, if one computer fails in the ring, the MSAU can bypass it, and the ring will remain intact. Typically, each node connection cannot exceed 382 feet, depending on the cable type. However, you can increase this distance by up to a mile and a half using token ring repeaters.

Топология Token Ring

Эта топология основана на топологии «физическое кольцо с подключением типа звезда». В данной топологии все рабочие станции подключаются к центральному концентратору (Token Ring) как в топологии физическая звезда. Центральный концентратор — это интеллектуальное устройство, которое с помощью перемычек обеспечивает последовательное соединение выхода одной станции со входом другой станции.

Другими словами с помощью концентратора каждая станция соединяется только с двумя другими станциями (предыдущей и последующей станциями). Таким образом, рабочие станции связаны петлей кабеля, по которой пакеты данных передаются от одной станции к другой и каждая станция ретранслирует эти посланные пакеты. В каждой рабочей станции имеется для этого приемо-передающее устройство, которое позволяет управлять прохождением данных в сети. Физически такая сеть построена по типу топологии “звезда”.

Концентратор создаёт первичное (основное) и резервное кольца. Если в основном кольце произойдёт обрыв, то его можно обойти, воспользовавшись резервным кольцом, так как используется четырёхжильный кабель. Отказ станции или обрыв линии связи рабочей станции не вличет за собой отказ сети как в топологии кольцо, потому что концентратор отключет неисправную станцию и замкнет кольцо передачи данных.

В архитектуре Token Ring маркер передаётся от узла к узлу по логическому кольцу, созданному центральным концентратором. Такая маркерная передача осуществляется в фиксированном направлении (направление движения маркера и пакетов данных представлено на рисунке стрелками синего цвета). Станция, обладающая маркером, может отправить данные другой станции. Для передачи данных рабочие станции должны сначала дождаться прихода свободного маркера. В маркере содержится адрес станции, пославшей этот маркер, а также адрес той станции, которой он предназначается. После этого отправитель передает маркер следующей в сети станции для того, чтобы и та могла отправить свои данные.

Один из узлов сети (обычно для этого используется файл-сервер) создаёт маркер, который отправляется в кольцо сети. Такой узел выступает в качестве активного монитора, который следит за тем, чтобы маркер не был утерян или разрушен.

Преимущества сетей топологии Token Ring:

 топология обеспечивает равный доступ ко всем рабочим станциям;

 высокая надежность, так как сеть устойчива к неисправностям отдельных станций и к разрывам соединения отдельных станций. Недостатки сетей топологии Token Ring: большой расход кабеля и соответственно дорогостоящая разводка линий связи.

Операция

Станции в локальной сети Token Ring логически организованный в кольцевая топология при этом данные передаются последовательно от одной кольцевой станции к другой с токеном управления, циркулирующим по кольцу, управляющим доступом. Подобные механизмы передачи токенов используются ARCNET, жетон автобус, 100VG-AnyLAN (802.12) и FDDI, и у них есть теоретические преимущества перед CSMA / CD раннего Ethernet.

Сеть Token Ring можно смоделировать как система голосования где один сервер обслуживает очереди в циклическом порядке.

Контроль доступа

Процесс передачи данных выглядит следующим образом:

По кольцу непрерывно циркулируют пустые информационные фреймы.
Когда у компьютера есть сообщение для отправки, он забирает токен. После этого компьютер сможет отправить кадр.
Затем кадр просматривается каждой последующей рабочей станцией. Рабочая станция, которая идентифицирует себя как место назначения сообщения, копирует его из фрейма и меняет маркер обратно на 0.
Когда кадр возвращается к отправителю, он видит, что токен был изменен на 0 и что сообщение было скопировано и получено. Удаляет сообщение из кадра.
Фрейм продолжает циркулировать как «пустой» фрейм, готовый к использованию рабочей станцией, когда у нее есть сообщение для отправки.

Блоки многостанционного доступа и блоки контролируемого доступа

Блок многостанционного доступа IBM 8228 с сопутствующим помощником по настройке для включения реле на каждый порт

Физически сеть Token Ring подключена как звезда, с «MAU» в центре, «руками» к каждой станции и петлей, идущей туда и обратно через каждую.

Позже IBM выпустит модули контролируемого доступа, которые могут поддерживать несколько модулей MAU, известных как Модуль прикрепления долей. CAU поддерживает такие функции, как резервирование Dual-Ring для альтернативной маршрутизации в случае неработающего порта, модульная концентрация с LAM и несколько интерфейсов, как и большинство более поздних MAU. Это предлагало более надежную настройку и удаленное управление, чем при использовании неуправляемого концентратора MAU.

Кабели и интерфейсы

Кабель вообще IBM «Type-1», тяжелый двухпарный 150 Ом экранированная витая пара кабель. Это был основной кабель для «Кабельной системы IBM», структурированная кабельная разводка система, которая, как надеялась IBM, получит широкое распространение. Уникальный гермафродитные соединители, обычно называемый Соединители данных IBM в официальном письме или в разговорной речи как Бой Джордж разъемы были использованы. Недостатком разъемов является то, что они довольно громоздкие, занимают площадь панели не менее 3 x 3 см и являются относительно хрупкими. Преимущества разъемов заключаются в том, что они не имеют пола и имеют превосходное экранирование по сравнению со стандартным неэкранированным 8P8C. Разъемы на компьютере обычно были DE-9 женский.

В более поздних реализациях Token Ring Кошка 4 кабели также поддерживаются, поэтому 8P8C Разъемы («RJ45») использовались как на MAU, так и на CAU и сетевых интерфейсах; при этом многие сетевые карты поддерживают как 8P8C, так и DE-9 для обратной совместимости.

2.4 Способы передачи данных в сети Token Ring

Передача данных по сети Token Ring происходит в строгом порядке. В сети от станции к станции циркулирует специальный 24-битовый пакет – так называемый маркер (token). Когда узел получает маркер, он имеет возможность послать в кольцо кадр данных. Перед тем как станция передаст маркер дальше, она присоединяет к кадру маркера информационный кадр.

После этого маркер становится либо кадром управления доступом к передающей среде (medium access control — MAC), либо кадром управления логическим каналом передачи данных (logical link control — LLC). Эта информация включает также адрес (или адреса) получателя пересылаемой информации. Этот кадр проходит по всему кольцу и в конце концов возвращается в пославший его узел. По завершении передачи станция-источник выполняет очистку кадра маркера, удаляя любую дополнительную информацию, привязанную к пакету, и возвращает маркер в кольцо, следующей станции. И затем вся процедура повторяется вновь.

Встроенное управление сетью Token Ring. Высокая стоимость и сложность сетей Token Ring оправдывается их высокой устойчивостью к отказам. Хотя кольцо и может отказать, встроенные средства Token Ring очень сильно уменьшают вероятность полного отказа. В каждом сетевом адаптере запрограммирован набор управляющих функций, описанных стандартом 802.5. При этом узел играет активную роль в управлении всей сетью, работая как монитор.

Основной монитор кольца называется активным монитором (active monitor — AM). При инициализации кольца проверяется адрес каждого подключенного узла. Узел с наивысшем адресом становится активным монитором. После его назначения активный монитор отвечает за работу сети.

Во-первых, активный монитор должен убедиться, что маркер правильно циркулирует по кольцу. Для этого, как только узел назначен активным монитором, он инициализирует очистку кольца и выдает новый маркер. При потере или повреждении маркера активный монитор отвечает за выдачу нового. Многочисленные таймеры следят за событиями в кольце и определяют, когда АМ следует сгенерировать новый маркер. Один из них, называемый T (ANY_TOKEN), указывает, прошел ли маркер через АМ в течении определенного промежутка времени.

Для поддержки активного монитора все остальные узлы сети называются резервными мониторами (standby monitor). Их назначение – проверять, правильно ли работает активный монитор. При отключении активного монитора один из резервных мониторов становится активным.

Роль управляющих станций очень важна для поддержания целостности связи в кольце. Управляющие станции обеспечивают функции управления локальным кольцом и функции сервера, связанные с управлением кольцом.

Сфера применения[править | править код]

В отличие от сетей CSMA/CD (например, Ethernet), сети с передачей маркера являются детерминистическими сетями. Это означает, что можно вычислить максимальное время, которое пройдёт, прежде чем любая конечная станция сможет передавать. Эта характеристика, а также некоторые характеристики надёжности, делают сеть Token Ring идеальной для применений, где задержка должна быть предсказуема и важна устойчивость функционирования сети. Примерами таких применений является среда автоматизированных станций на заводах.

Применяется как более дешёвая технология, получила распространение везде, где есть ответственные приложения, для которых важна не столько скорость, сколько надёжная доставка информации. В настоящее время Ethernet по надёжности не уступает Token Ring и существенно выше по производительности.

Технология Arcnet

Arcnet (Attached Resource Computer NetWork) —
простая, недорогая, надежная и достаточно гибкая архитектура локальной сети. При
подключении устройств в Arcnet применяют топологии
«шина» и «звезда». Метод управления доступом станций к передающей среде —
маркерная шина (Token Bus). Этот метод предусматривает
следующие правила:

Один из компьютеров создает маркер (сообщение специального вида),
который последовательно передается от одного компьютера к другому;
Все устройства, подключенные к сети, могут передавать данные, только
получив маркер (разрешение на передачу);
В любой момент времени только одна станция в сети обладает таким правом;
Данные, передаваемые одной станцией, доступны всем станциям сети;
Если станция желает передать сообщение другой станции, она должна
дождаться маркера и добавить к нему сообщение, дополненное адресами
отправителя и назначения. Когда пакет дойдет до станции назначения,
сообщение будет откреплено от маркера и передано станции.

Передача каждого байта в Arcnet выполняется
специальной посылкой, состоящей из трех служебных битов и восьми битов данных. В
начале каждого пакета передается начальный разделитель, который состоит из шести
служебных битов. Начальный разделитель выполняет функции заголовка пакета.

В Arcnet определены 5 типов пакетов:

приглашение к передаче; станция, принявшая этот пакет, получает право на
передачу данных;
запрос о готовности к приему данных;
пакет данных;
подтверждение приема; этот пакет высылается в ответ на запрос о
готовности к приему, а также после приема каждого пакета данных без ошибок;
неготовность к приему; этот пакет высылается в ответ на запрос о
готовности к приему, а также если принят пакет с ошибкой.

Для организации сети Arcnet необходим
соответствующий сетевой адаптер. В качестве передающей среды используются: витая
пара, коаксиальный кабель RG-62 с волновым
сопротивлением 93 Ом или оптоволоконный кабель. Скорость передачи данных — 2,5
Мбит/с.

Ограничения для сети Arcnet приведены в табл.1.

Таблица 1. Ограничения для сети Arcnet

Максимальная длина кабеля, который идет к активному концентратору	300 м
Минимальное расстояние между рабочими станциями, подключенными к одному кабелю	0,9 м
Максимальная длина сети по самому длинному маршруту	6000 м
Максимальное расстояние между рабочей станцией и пассивным концентратором	30 м
Максимальное расстояние между активным и пассивным концентраторами	30 м
Максимальное расстояние между двумя активными концентраторами	600 м

Достоинствами сети Arcnet являются низкая стоимость
сетевого оборудования по сравнению с Ethernet и
большая длина сети (до 6 км). Однако низкая скорость передачи данных,
составляющая 2,44 Мбит/с, ограничивает применение сетей
Arcnet.

Сравнение с Ethernet

Ethernet и Token Ring имеют некоторые заметные различия:

Доступ к Token Ring более детерминирован по сравнению с Ethernet, основанным на конкуренции. CSMA / CD
Ethernet поддерживает прямое кабельное соединение между двумя сетевыми картами с использованием кроссовый кабель или через автоопределение если поддерживается. Token Ring по своей сути не поддерживает эту функцию и требует дополнительного программного и аппаратного обеспечения для работы при настройке прямого кабельного подключения.
Token Ring устраняет конфликты за счет использования одноразового токена и раннего выпуска токена для сокращения времени простоя. Ethernet снижает вероятность столкновений за счет множественный доступ с контролем оператора и с помощью умного выключатель; примитивные устройства Ethernet, такие как узлы может вызвать столкновение из-за слепого повторения трафика.
Сетевые интерфейсные карты Token Ring содержат весь интеллект, необходимый для автоматического определения скорости, маршрутизации и могут управлять собой на многих многостанционных блоках доступа (MAU), которые работают без питания (большинство MAU работают таким образом, требуя только источника питания для Светодиоды ). Сетевые карты Ethernet теоретически могут работать в определенной степени на пассивном концентраторе, но не в качестве большой LAN, и проблема коллизий все еще существует.
Token Ring использует «приоритет доступа», при котором определенные узлы могут иметь приоритет над токеном. Некоммутируемый Ethernet не обеспечивает системы приоритета доступа, поскольку все узлы имеют равную конкуренцию за трафик.
Несколько одинаковых MAC-адреса поддерживаются в Token Ring (функция, используемая S / 390 мэйнфреймы). Коммутируемый Ethernet не может без выговора поддерживать дублирование MAC-адресов.
Token Ring было сложнее, чем Ethernet, и для каждого интерфейса требовался специализированный процессор и лицензионная прошивка MAC / LLC. Напротив, Ethernet включал в себя как (более простую) прошивку, так и более низкую стоимость лицензирования в микросхеме MAC. Стоимость интерфейса Token Ring с использованием MAC и PHY Texas Instruments TMS380C16 была примерно в три раза выше стоимости интерфейса Ethernet с использованием MAC и PHY Intel 82586.[нужна цитата ]
Первоначально в обеих сетях использовался дорогой кабель, но однажды Ethernet был стандартизирован для неэкранированных витая пара с 10BASE-T (Кошка 3 ) и 100BASE-TX (Категория 5 (e) ), у него было явное преимущество, и его продажи заметно выросли.
Еще более значительным при сравнении общих затрат на систему оказалась гораздо более высокая стоимость портов маршрутизатора и сетевых карт для Token Ring по сравнению с Ethernet. Появление коммутаторов Ethernet могло стать последней каплей.[нужна цитата ]

How does token ring compare to Ethernet?

Devices within a token ring network can share the same media access control address without conflict. This is not possible within an Ethernet network. Administrators can also ensure that specific nodes take priority over others by configuring token ring networks in ways not permitted with unswitched Ethernet.

The token ring topology was once widely used on LANs in the 1980s and 1990s. However, it was almost entirely displaced by Ethernet, due to Ethernet’s lower cost. At the time, cabling for token ring networks cost much more than Ethernet Cat3/Cat5e cables. Token ring network cards and ports were also expensive.

After the development of Ethernet switching and full-duplex links, Ethernet overtook token ring technology as it minimized the practical concern of collisions.

Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD), specified in the IEEE 802.3 standard, is the protocol for carrier transmission access in Ethernet networks. On Ethernet, any device can try to send a frame at any time. Each device senses whether the line is idle and, therefore, available for use. If it is available, the device begins to transmit its first frame. If another device tries to send data simultaneously, a collision is said to occur, with frames being discarded. CSMA/CD was designed to prevent such collisions.

Технология 100BaseVG-AnyLAN

Данная технология представляет собой высокоскоростное расширение стандарта
IEEE 802.3 (100BaseT). Она
была разработана с целью объединить в одном стандарте поддержку
Ethernet и Token Ring и
рассчитана на передачу данных со скоростью 100 Мбит/с по витой паре или
оптоволокну.

Сети, построенные по технологии 100VG (стандарт
IEEE 802.12) поддерживает форматы данных и топологии
сетей Ethernet и Token Ring
(«общая шина», «кольцо», «звезда»). Физическая топология — обязательно «звезда»,
петли и ветвления не допускаются. При каскадном подключении хабов между ними
допускается только одна линия связи. Образование резервных линий возможно лишь
при условии, что в каждый момент активна ровно одна.

Стандартом предусмотрено до 1024 узлов в одном сегменте сети, но из-за
снижения производительности сети реальный максимум — 250 узлов. Похожими
соображениями определяется и максимальное удаление между узлами — 2,5 км.

Стандартом не допускается объединение в одном сегменте систем, использующих
одновременно форматы Ethernet и
Token Ring. Для таких сетей предназначены специальные мосты. Между двумя
узлами одной сети не может быть более семи мостов.

Для Ethernet-сегментов используются кабели,
содержащие четыре неэкранированные витые пары. Одна пара служит для передачи
данных, одна — для разрешения конфликтов; две оставшиеся пары не используются.
При работе с экранированными кабелями, характерными для сетей
Token Ring, используются также две витые пары, но при вдвое большей
частоте (благодаря тому, что кабель экранирован). При передаче по такому кабелю
каждая пара используется в качестве фиксированного однонаправленного канала. По
одной паре передаются входные данные, по другой выходные. Стандартное удаление
узлов, на котором гарантируются параметры передачи, — 100 м для пар третьей и
четвертой категории и 200 м для пятой.

Сайт управляется системой uCoz

What is token passing?

The token ring topology uses an access method called token passing. For any station on the ring to transmit, it must first possess a token. Sent as a unit complete with address and necessary protocol control information, it consists of three fields circulating on the ring until a station captures and removes it.

The first field in the token frame is called the starting delimiter and contains a pattern of bits indicating the start of the frame.

The second field is the access control field. The bits within this field control the priority of the bits awaiting transmission. Stations are given priority for every token on a scale from 0 to 7. When the frame passes what is known as the active monitor, the bit is set to 1 and is used to detect a continuously circulating frame on the ring.

Every station in a token ring network is either an active monitor or a standby monitor. There can be only one active monitor on a ring at a time. The active monitor performs several ring administration functions. For example, it operates as the master clock for the ring to provide synchronization of the signal. It inserts a 24-bit delay into the ring to ensure sufficient buffering.

Furthermore, it also makes sure that one token circulates whenever there is no frame transmission. It also detects a broken ring and removes circulating frames from the ring. The third field in the token frame is the ending delimiter.

Технология Token Ring

Этот стандарт предложен фирмой IBM. В качестве
передающей среды применяется неэкранированная витая пара, экранированная витая
пара, оптоволоконный кабель. Скорость передачи данных — 4 Мбит/с или 16 Мбит/с.
В качестве метода управления доступом станций к передающей среде используется
метод маркерного кольца, который рассчитан на топологию «логическое кольцо».
Основные положения этого метода:

компьютеры подключаются к сети по топологии «звезда» или «кольцо»:
рабочие станции сети Token Ring подключаются
радиально к концентратору, концентраторов может быть несколько, и в этом
случае они объединяются в кольцо;
все устройства, подключенные к сети, могут передавать данные, только
получив разрешение на передачу (маркер). Маркер передается по кольцу, минуя
каждую рабочую станцию в сети. Рабочая станция, располагающая информацией,
которую необходимо передать, может добавить к маркеру кадр данных. В
противном случае (при отсутствии данных) она просто передает маркер
следующей станции;
в любой момент времени таким правом обладает только одна станция сети.

Этот метод напоминает Arcnet, так как тоже
использует маркер, передаваемый от одной станции к другой. В отличие от
Arcnet, при методе доступа Token
Ring имеется возможность назначать различные приоритеты разным рабочим
станциям.

В сетях Token Ring используются пакеты трех типов:

пакет управление/данные; с помощью этого пакета выполняется передача
данных или команд управления работой сети;
маркер (Token); станция может начать передачу
данных только после получения такого пакета. В одном «кольце» может быть
только один маркер и, соответственно, только одна станция с правом передачи
данных;
пакет сброса; посылка такого пакета вызывает прекращение любых передач.

Сети Token Ring не рассчитаны на большие
расстояния. Все компьютеры должны быть расположены на одном или двух этажах
здания. Ограничение для сетей Token Ring приведены в
табл. 2.

Таблица 2. Ограничения для сети Token Ring

Максимальное количество концентраторов в сети	12
Минимальное количество рабочих станций в сети	96
Максимальная длина кабеля между двумя концентраторами	45 м
Максимальная длина кабеля, соединяющая все концентраторы в сети	120 м