Сеть Token Ring первоначально была разработана компанией IBM в1970 гг. Она попрежнему является основной технологией IBM длялокальных сетей (LAN) , уступая по популярности среди технологий LAN только Ethernet/IEEE 802.3. Спецификация IEEE 802.5 почти идентичнаи полностью совместима с сетью Token Ring IBM. Спецификация IEEE 802.5 была фактически создана по образцу Token Ring IBM, и онапродолжает отслеживать ее разработку. Термин "Token Ring" oбычноприменяется как при ссылке на сеть Token Ring IBM, так и насеть IEEE 802.5.
Сети Token Ring и IEEE 802.5 в основном почти совместимы, хотяих спецификации имеют относительно небольшие различия.Сеть Token Ring IBM оговаривает звездообразное соединение,причем все конечные устройства подключаются к устройству, называемому"устройством доступа к многостанционной сети" (MSAU), в то времякак IEEE 802.5 не оговаривает топологию сети (хотя виртуально всереализации IEEE 802.5 также базируются на звездообразной сети).Имеются и другие отличия, в том числе тип носителя (IEEE 802.5 неоговаривает тип носителя, в то время как сети Toke Ring IBMиспользуют витую пару) и размер поля маршрутной информации(смотри далее в этой главе обсуждение характеристик полей маршрутной информации). На Рис. 6-1 представлены обобщенные характеристики сетей Token Ring и IЕЕЕ 802.5.
Token Ring и IEEE 802.5 являются главными примерами сетей с передачей маркера. Сети с передачей маркера перемещают вдоль сети небольшой блок данных, называемый маркером. Владение этим маркеромгарантирует право передачи. Если узел, принимающий маркер, не имеетинформации для отправки, он просто переправляет маркер к следующей конечной станции. Каждая станция может удерживать маркер в течениеопределенного максимального времени.
Если у станции, владеющей маркером, имеется информации для передачи, она захватывает маркер, изменяет у него один бит (врезультате чего маркер превращается в последовательность "начало блока данных"), дополняет информацией, которую он хочет передатьи, наконец, отсылает эту информацию к следующей станции кольцевойсети. Когда информационный блок циркулирует по кольцу, маркер всети отсутствует (если только кольцо не обеспечивает "раннего освобождения маркера" - early token release), поэтому другиестанции, желающие передать информацию, вынуждены ожидать.Следовательно, в сетях Token Ring не может быть коллизий. Еслиобеспечивается 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 информациюдля дальнейшей обработки. Информационный блок продолжает циркулировать по кольцу; он окончательно удаляется после достижениястанции, отославшей этот блок. Станция отправки может проверить вернувшийся блок, чтобы убедиться, что он был просмотрен и затемскопирован станцией назначения.
В отличие от сетей CSMA/CD (например, Ethernet) сети с передачеймаркера являются детерминистическими сетями. Это означает, что можно вычислить максимальное время, которое пройдет,прежде чемлюбая конечная станция сможет передавать. Эта характеристика, атакже некоторые характеристики надежности, которые будут рассмотреныдальше, делают сеть Token Ring идеальной для применений, где задержкадолжна быть предсказуема и важна устойчивость функционированиясети. Примерами таких применений является среда автоматизированныхстанций на заводах.
Станции сети IBM Token Ring напрямую подключаются кMSAU, которые могут быть об'единены с помощью кабелей,образуя одну большую кольцевую сеть (смотри Рис. 6-2). Кабели-перемычки соединяют MSAU со смежными MSAU. Кабели-лепесткиподключают MSAU к станциям. В составе МSAU имеются шунтирующие реле для исключения станций из кольца.
Сети Тоkеn Ring используют сложную систему приоритетов, которая позволяет некоторым станциям с высоким приоритетом, назначенным пользователем, более часто пользоваться сетью. Блокиданных Token Ring содержат два поля, которые управляют приоритетом: поле приоритетов и поле резервирования.
Только станции с приоритетом, который равен или выше величиныприоритета, содержащейся в маркере, могут завладеть им. После того,как маркер захвачен и изменен( в результате чего он превратился винформационный блок), только станции, приоритет которых вышеприоритета передающей станции, могут зарезервировать маркер дляследующего прохода по сети. При генерации следующего маркера в него включается более высокий приоритет данной резервирующейстанции. Станции, которые повышают уровень приоритета маркера,должны восстановить предыдущий уровень приоритета после завершенияпередачи.
Сети Token Ring используют несколько механизмов обнаружения икомпенсации неисправностей в сети. Например, одна станция в сетиToken Ring выбирается "активным монитором" (active monitor). Этастанция, которой в принципе может быть любая станция сети, действует как централизованный источник синхронизирующей информациидля других станций кольца и выполняет разнообразразные функции дляподдержания кольца. Одной из таких функций является удаление изкольца постоянно циркулирующих блоков данных. Если устройство, отправившее блок данных, отказало, то этот блок может постоянно циркулировать по кольцу. Это может помешать другим станциям передавать собственные блоки данных и фактически блокирует сеть. Активный мониторможет выявлять и удалять такие блоки и генерировать новый маркер.
Звездообразная топология сети IBM Token Ring также способствуетповышению общей надежности сети. Т.к. вся информация сети TokenRing просматривется активными MSAU, эти устройства можнозапрограммировать так, чтобы они проверяли наличие проблем и при необходимости выборочно удаляли станции из кольца.
Алгоритм Token Ring, называемый "сигнализирующим" (beaconing),выявляет и пытается устранить некоторые неисправности сети. Есликакая-нибудь станция обнаружит серьезную проблему в сети (например такую, как обрыв кабеля), она высылает сигнальный блок данных.Сигнальный блок данных указывает домен неисправности, в который входят станция, сообщающая о неисправности, ее ближайший активный сосед,находящийся выше по течению потока информации (NAUN), и все, чтонаходится между ними. Сигнализация инициализирует процесс, называемый"автореконфигурацией" (autoreconfiguration), в ходе которогоузлы, расположенные в пределах отказавшего домена, автоматически выполняют диагностику, пытаясь реконфигурировать сеть вокруг отказавшей зоны. В физическом плане MSAU может выполнить это спомощью электрической реконфигурации.
Сети Token Ring определяют два типа блока данных: блоки маркеров и блоки данных/блоки команд. Оба формата представлены на Рис.6-3.
