Какая сетевая топология реализуется логически в сетях с архитектурой ibm token ring

Версия сети Token Ring была представлена фирмой IBM в 1984 году как часть предложенного ею способа объединить в сеть весь ряд выпускаемых IBM компьютеров и компьютерных систем, в том числе персональных компьютеров и средних ЭВМ (midrange), мэйнфреймов и сред Systems Network Architecture (SNA) (сетевая архитектура IBM).

Сеть Token Ring является реализацией стандарта IEEE 802.5. От других сетей ее отличает не только кабельная система, но и использование доступа с передачей маркера.

Сеть Token Ring имеет следующие характеристики:

Захватив маркер, компьютер отправляет кадр данных в сеть. Кадр проходит по кольцу, пока не достигнет узла с адресом, соответствующим адресу приемника в кадре. Компьютер-приемник копирует кадр в буфер приема и делает пометку в поле статуса кадра о получении информации. Кадр продолжает передаваться по кольцу, пока не достигнет отправившего его компьютера, который и удостоверяет, что передача прошла успешно. После этого компьютер изымает кадр из кольца и возвращает туда маркер.

Компьютер, который первым начал работу, наделяется системой Token Ring особыми функциями: он должен осуществлять текущий контроль за работой всей сети. Он проверяет корректность отправки и получения кадров, отслеживая кадры, проходящие по кольцу более одного раза. Кроме того, он гарантирует, что в кольце одномоментно находится лишь один-единственный маркер.

После появления в сети нового компьютера система Token Ring инициализирует его таким образом, чтобы он стал частью кольца. Этот процесс включает проверку уникальности адреса; уведомление всех узлов сети о появлении нового узла.

В сети Token Ring концентратор, в котором организуется фактическое кольцо, имеет несколько названий, например:

Кабели соединяют клиенты и серверы с MSAU, который работает по принципу других пассивных концентраторов. При подсоединении компьютера он включается в кольцо.

В ©чистой© сети с передачей маркера вышедший из строя компьютер останавливает движение маркера, что, в свою очередь, останавливает работу всей сети. MSAU разработаны таким образом, чтобы обнаруживать вышедшую из строя плату сетевого адаптера и вовремя отключать ее. Эта процедура позволяет ©обойти© отказавший компьютер, поэтому маркер продолжает свое движение по сети.

В MSAU фирмы IBM вышедшие из строя компьютеры (или некачественные соединения) автоматически исключаются из кольца, и маркер их ©обходит. Таким образом, неисправный компьютер (или соединение) не влияет на работу всей сети Token Ring.

Источник

Token ring

Token Ring — технология локальной вычислительной сети (LAN) кольца с «маркёрным доступом» — протокол локальной сети, который находится на канальном уровне (DLL) модели OSI. Он использует специальный трёхбайтовый фрейм, названный маркёром, который перемещается вокруг кольца. Владение маркёром предоставляет право обладателю передавать информацию на носителе. Кадры кольцевой сети с маркёрным доступом перемещаются в цикле.

Содержание

Описание

Станции на локальной вычислительной сети (LAN) Token ring логически организованы в кольцевую топологию с данными, передаваемыми последовательно от одной кольцевой станции до другой с управляющим маркером, циркулирующим вокруг кольцевого доступа управления. Этот механизм передачи маркёра совместно использован ARCNET, маркёрной шиной, и FDDI, и имеет теоретические преимущества перед стохастическим CSMA/CD Ethernet.

Передача маркёра

Token Ring и IEEE 802.5 являются главными примерами сетей с передачей маркёра. Сети с передачей маркёра перемещают вдоль сети небольшой блок данных, называемый маркёром. Владение этим маркёром гарантирует право передачи. Если узел, принимающий маркёр, не имеет информации для отправки, он просто переправляет маркёр к следующей конечной станции. Каждая станция может удерживать маркёр в течение определенного 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 маркёром, имеется информация для передачи, она захватывает маркёр, изменяет у него один бит (в результате чего маркёр 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, маркёр в сети отсутствует (если только кольцо не обеспечивает «раннего освобождения маркёра» — early token release), поэтому другие станции, желающие передать информацию, вынуждены ожидать. Следовательно, в сетях Token Ring не может быть коллизий. Если обеспечивается раннее высвобождение маркёра, то новый маркёр 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.

Сфера применения

В отличие от сетей CSMA/CD (например, Ethernet) сети с передачей маркёра являются детерминистическими сетями. Это означает, что можно вычислить максимальное время, которое пройдет, прежде чем любая конечная станция сможет передавать. Эта характеристика, а также некоторые характеристики надежности, 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.

История

В основном, технологии похожи, но имеются незначительные различия. Token ring от IBM описывает топологию «звезда», когда все компьютеры присоединены к одному центральному устройству (англ. multistation access unit (MSAU) ), в то время, как IEEE 802.5 не заостряет внимания на топологии. В таблице 1 показаны различия между технологиями.

Модификации Token Ring

Существуют 2 модификации по скоростям передачи: 4 Мбит/с и 16 Мбит/с. В Token Ring 16 Мбит/с используется технология раннего освобождения маркера. Суть этой технологии заключается в том, что станция, «захватившая» маркёр, по окончании передачи данных генерирует свободный маркёр и запускает его в сеть. Попытки внедрить 100 Мбит/с технологию не увенчались коммерческим успехом. В настоящее время технология Token Ring не поддерживается.

Источник

Технология Token Ring

Материал из ПИЭ.Wiki

Содержание

См.также

Значения

История

Изначально технология была разработана компанией IBM в 1984 году. В 1985 комитет IEEE 802 на основе этой технологии принял стандарт IEEE 802.5. В последнее время даже в продукции IBM доминируют технологии семейства Ethernet, несмотря на то, что ранее в течение долгого времени компания использовала Token Ring в качестве основной технологии для построения локальных сетей В основном, технологии похожи, но имеются незначительные различия. Token Ring от IBM описывает топологию «звезда», когда все компьютеры присоединены к одному центральному устройству (англ. multistation access unit (MSAU)), в то время, как IEEE 802.5 не заостряет внимания на топологии. (В таблице 1 показаны различия между технологиями.)

Передача маркера

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 информации 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.

Сфера применения

В отличие от сетей CSMA/CD (например, Ethernet) сети с передачей маркера являются детерминистическими сетями. Это означает, что можно вычислить максимальное время, которое пройдет, прежде чем любая конечная станция сможет передавать. Эта характеристика, а также некоторые характеристики надежности, 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 дешевая технология, получила распространение везде, где есть ответственные приложения для которых важна не столько скорость, сколько надежная доставка информации. В настоящее время по надежности Ethernet не уступает Token Ring и существенно выше по производительности.

Модификация Token Ring

Существуют 2 модификации по скоростям передачи: 4 Мб/с и 16 Мб/с. В Token Ring 16 Мб/с используется технология раннего освобождения маркера. Суть этой технологии заключается в том, что станция, «захватившая» маркер, по окончании передачи данных генерирует свободный маркер и запускает его в сеть. Попытки внедрить 100 Мб/с технологию не увенчались коммерческим успехом. В настоящее время технология Token Ring не поддерживается.

Физический уровень технологии Token Ring

Стандарт Token Ring фирмы IBM изначально предусматривал построение связей в сети с помощью концентраторов, называемых MAU (Multistation Access Unit) или MSAU (Multi-Station Access Unit), то есть устройствами многостанционного доступа

Концентратор Token Ring может быть активным или пассивным. Пассивный концентратор просто соединяет порты внутренними связями так, чтобы станции, подключаемые к этим портам, образовали кольцо. Ни усиление сигналов, ни их ресинхронизацию пассивный MSAU не выполняет. Такое устройство можно счи¬тать простым кроссовым блоком за одним исключением — MSAU обеспечивает обход какого-либо порта, когда присоединенный к этому порту компьютер выклю¬чают. Такая функция необходима для обеспечения связности кольца вне зависимо¬сти от состояния подключенных компьютеров. Обычно обход порта выполняется за счет релейных схем, которые питаются постоянным током от сетевого адаптера, а при выключении сетевого адаптера нормально замкнутые контакты реле соеди¬няют вход порта с его выходом. Активный концентратор выполняет функции регенерации сигналов и поэтому иногда называется повторителем, как в стандарте Ethernet.

HSTR (High Speed Token Ring)

Источник

Старейшие стандартные сети

Сеть Token-Ring

Сеть Token-Ring имеет топологию кольцо, хотя внешне она больше напоминает звезду. Это связано с тем, что отдельные абоненты (компьютеры) присоединяются к сети не напрямую, а через специальные концентраторы или многостанционные устройства доступа ( MSAU или MAU – Multistation Access Unit ). Физически сеть образует звездно-кольцевую топологию (рис. 7.3). В действительности же абоненты объединяются все-таки в кольцо, то есть каждый из них передает информацию одному соседнему абоненту, а принимает информацию от другого.

Концентратор ( MAU ) при этом позволяет централизовать задание конфигурации, отключение неисправных абонентов, контроль работы сети и т.д. (рис. 7.4). Никакой обработки информации он не производит.

Для каждого абонента в составе концентратора применяется специальный блок подключения к магистрали (TCU – Trunk Coupling Unit), который обеспечивает автоматическое включение абонента в кольцо, если он подключен к концентратору и исправен. Если абонент отключается от концентратора или же он неисправен, то блок TCU автоматически восстанавливает целостность кольца без участия данного абонента. Срабатывает TCU по сигналу постоянного тока (так называемый «фантомный» ток), который приходит от абонента, желающего включиться в кольцо. Абонент может также отключиться от кольца и провести процедуру самотестирования (крайний правый абонент на рис. 7.4). «Фантомный» ток никак не влияет на информационный сигнал, так как сигнал в кольце не имеет постоянной составляющей.

Конструктивно концентратор представляет собой автономный блок с десятью разъемами на передней панели (рис. 7.5).

Восемь центральных разъемов (1. 8) предназначены для подключения абонентов (компьютеров) с помощью адаптерных ( Adapter cable ) или радиальных кабелей. Два крайних разъема: входной RI (Ring In) и выходной RO (Ring Out) служат для подключения к другим концентраторам с помощью специальных магистральных кабелей ( Path cable ). Предлагаются настенный и настольный варианты концентратора.

Как уже отмечалось, кольцевая топология очень чувствительна к обрывам кабеля кольца. Для повышения живучести сети, в Token-Ring предусмотрен режим так называемого сворачивания кольца, что позволяет обойти место обрыва.

В нормальном режиме концентраторы соединены в кольцо двумя параллельными кабелями, но передача информации производится при этом только по одному из них (рис. 7.6).

В случае одиночного повреждения (обрыва) кабеля сеть осуществляет передачу по обоим кабелям, обходя тем самым поврежденный участок. При этом даже сохраняется порядок обхода абонентов, подключенных к концентраторам (рис. 7.7). Правда, увеличивается суммарная длина кольца.

В случае множественных повреждений кабеля сеть распадается на несколько частей (сегментов), не связанных между собой, но сохраняющих полную работоспособность (рис. 7.8). Максимальная часть сети остается при этом связанной, как и прежде. Конечно, это уже не спасает сеть в целом, но позволяет при правильном распределении абонентов по концентраторам сохранять значительную часть функций поврежденной сети.

Несколько концентраторов может конструктивно объединяться в группу, кластер ( cluster ), внутри которого абоненты также соединены в кольцо. Применение кластеров позволяет увеличивать количество абонентов, подключенных к одному центру, например, до 16 (если в кластер входит два концентратора).

Основные технические характеристики классического варианта сети Token-Ring :

Для передачи информации в Token-Ring применяется бифазный код (точнее, его вариант с обязательным переходом в центре битового интервала). Как и в любой звездообразной топологии, никаких дополнительных мер по электрическому согласованию и внешнему заземлению не требуется. Согласование выполняется аппаратурой сетевых адаптеров и концентраторов.

Для присоединения кабелей в Token-Ring используются разъемы RJ-45 (для неэкранированной витой пары), а также MIC и DB9P. Провода в кабеле соединяют одноименные контакты разъемов (то есть используются так называемые «прямые» кабели).

По сравнению с аппаратурой Ethernet аппаратура Token-Ring заметно дороже, так как используется более сложный метод управления обменом, поэтому сеть Token-Ring не получила столь широкого распространения.

В сети Token-Ring используется классический маркерный метод доступа, то есть по кольцу постоянно циркулирует маркер, к которому абоненты могут присоединять свои пакеты данных (см. рис. 7.8). Отсюда следует такое важное достоинство данной сети, как отсутствие конфликтов, но есть и недостатки, в частности необходимость контроля целостности маркера и зависимость функционирования сети от каждого абонента (в случае неисправности абонент обязательно должен быть исключен из кольца).

Каждый абонент сети (его сетевой адаптер ) должен выполнять следующие функции:

Большое количество функций, конечно, усложняет и удорожает аппаратуру сетевого адаптера.

Источник

4.1.2 IEEE 802.5 (Token Ring)

Семенов Ю.А. (ИТЭФ-МФТИ)
Yu. Semenov (ITEP-MIPT)

Алгоритм маркерного доступа

В отличие от сетей с CSMA/CD доступом (например, Ethernet) в IEEE 802.5 гарантируется стабильность пропускной способности (нет столкновений). Сети Token Ring имеют встроенные средства диагностики, они более приспособлены для решения задач реального времени, но в то же время более дороги.

Маркер содержит лишь поля стартового разделителя(sdel), управления доступом (AC) и оконечного разделителя (EDEL, всего 3 байта). Если узел получил маркер, он может начать передачу информации, в противном случае он просто передает маркер следующему узлу. Каждая станция может захватить маркер на определенное время. Станция, намеревающаяся что-то передать, захватывает маркер, меняет в нем один бит, который преобразует маркер во флаг начала кадра, вносит в кадр информацию, подлежащую пересылке, и посылает его следующей станции. Передающая станция ответственна за изъятие из кольца переданных ею кадров (станция не ретранслирует собственные кадры). Введенный в сеть кадр будет двигаться по сети, пока не попадет в узел, которому он адресован и который скопирует необходимую информацию. При этом устанавливается флаг копирования (FCI), что свидетельствует об успешной доставке кадра адресату. Кадр продолжает движение, пока не попадет в узел отправитель, где он будет уничтожен. При этом проверяется, подключена ли к сети станция-адресат. Это делается путем контроля API (индикатора распознавания кадра адресатом). Сеть Token Ring идеальна для приложений, где задержка получения информации должна быть предсказуемой, и требуется высокая надежность.

Сетевые станции подключаются к MSAU, которые объединяются друг с другом, образуя кольцо. Если станция отключилась, MSAU шунтирует ее, обеспечивая проход пакетов. Стандарт Token Ring использует довольно сложную систему приоритетов, которая позволяет некоторым станциям пользоваться сетью чаще остальных. Кадры Token Ring имеют два поля, которые управляют доступом приоритет и резервирование. Только станции с приоритетом равным или выше, чем приоритет маркера, могут им завладеть. Если маркер уже захвачен и преобразован в информационный кадр, только станции с приоритетом выше, чем у станцииё отправителя, могут зарезервировать маркер на следующий цикл. Станции, которые подняли приоритет маркера, должны его восстановить после завершения передачи.

Рис. 4.1.2.1 Топология сети Token Ring

Периферийные ЭВМ подключаются к блокам msau по схеме звезда, а сами MSAU соединены друг с другом по кольцевой схеме. Возможна реализация схемы звезда и иным способом, показанным на рис. 4.1.2.2. Здесь объединяющую функцию выполняет блок концентратора.

Рис. 4.1.2.2. Реализация Token Ring по схеме звезда

Концентратор может шунтировать каналы, ведущие к ЭВМ, с помощью специальных реле при ее отключении от питания. Аналогичную операцию может выполнить и блок msau. Управление сетью возлагаются на пять функциональных станций, определенных протоколом. Некоторые контрольные функции выполняются аппаратно, другие реализуются с помощью загружаемого программного обеспечения. Каждая из функциональных станций имеет свои логические (функциональные) адреса. Функциональные станции должны реагировать как на эти функциональные, так и на свои собственные аппаратные адреса. Ниже в таблице представлен список функциональных станций и их функциональных адресов (таблица 4.1.2.1).

Типы и адреса функциональных станций

Таблица 4.1.2.1 Типы и адреса функциональных станций

В сети используются кадры управления доступом к среде (УДС, код типа кадра = 00) и информационные кадры (код типа кадра =01). Имеется 25 разновидностей УДС-кадров (см. приложение 10.6 Управление доступом). Сюда входят кадры инициализации, управления средой, сообщения об ошибках и кадры управления рабочими станциями. Общий формат заголовка кадра Token Ring представлен на рис. 4.1.2.3. Размер поля данных, следующего за адресом отправителя, может иметь произвольную длину, в том числе и нулевую. В это поле может быть вложен пакет другого протокола, например, LLC.

Форматы кадров для IEEE 802.5

Рис. 4.1.2.3. Формат информационного кадра для IEEE 802.5

В начале поля данных может размещаться LLC-заголовок, который содержит в себе 3-8 байт. Собственно этот заголовок, да поле управления кадром и отличают информационный кадр от кадра управления доступом (см. рис. 4.1.2.4).

Рис. 4.1.2.4. Формат кадра управления доступом для IEEE 802.5 (цифрами обозначены размеры полей в байтах)

Вслед за адресом отправителя следует информация управления доступом к среде. Кадры управления доступом служат исключительно для целей управления сетью и не передаются через бриджи и маршрутизаторы. Управляющая информация включает в себя основной вектор и несколько субвекторов. Основной вектор задает тип УДС-кадра (или команду) и типы (или классы) станций отправителя и получателя, всего 4 байта. Субвекторы содержат информацию об адресе соседа-предшественника, номер физического отвода кабеля и пр. (3 и более байт). На рис. 4.1.2.5. представлен формат основного вектора.

Рис. 4.1.2.5. Формат основного вектора

Субполе длина определяет полную протяженность информационного поля УДС-кадра и равна сумме длин основного вектора и всех субвекторов. Субполе класс характеризует станции отправителя и получателя. Каждой из станций выделено по 4 двоичных разряда, которые описывают типы этих станций. Ниже в таблице 4.1.2.2 представлены эти коды и их значения.

Таблица 4.1.2.2 Таблица кодов класса

Субполе команда содержит код, передаваемой УДС-кадром команды (см. таблицу 10.6 в приложении Управление доступом). Кадр управления доступом может содержать любое, в том числе нулевое число субвекторов. Некоторые субвектора являются обязательными. Таблица обязательных субвекторов приведена в приложении 10.7 Типы субвекторов. В результате декодирования субвекторов можно локализовать нестабильную ошибку. Ниже на рис. 4.1.2.6 приведен формат субвектора.

Рис. 4.1.2.6. Формат субвектора

Поля длина определяет длину субвектора (ведь она переменная). Поля тип содержит код типа субвектора. Поле значение хранит данные, например, код 0x0b характеризует номер отвода и т.д..

Разряды начального и конечного разделителей кадра содержат как обычные нули и единицы, так и закодированные дифференциальным манчестерским кодом. На рис. 4.1.2.7 приведен формат начального разделителя SDEL.

Рис. 4.1.2.7. Формат начального разделителя SDEL

Рис. 4.1.2.8. Формат оконечного разделителя EDEL

Рис. 4.1.2.9. Формат поля состояния кадра

Бит распознавания адреса (ARI) служит в качестве флага распознавания получателем своего адреса. Если распознавание произошло, получатель перед ретрансляцией кадра далее устанавливает этот бит в единичное состояние.

Бит- индикатор копирования кадра (FCI) служит для индикации успешного копирования информации из полученного кадра. Если получатель распознал свой адрес, имеет достаточно место в буфере и благополучно скопировал туда информацию из полученного пакета, он устанавливает этот бит в единичное состояние. Биты ARI и FCI активно используются управляющими станциями кольца. Для отправителя они носят второстепенный характер, ибо решение о повторной пересылке при утере кадра принимается обычно на транспортном (более высоком) уровне. При недостатке буферного пространства в памяти станция не всегда может скопировать кадр, повторная же передача сокращает пропускную способность сети. Если же перегружающаяся станция является частью инфраструктуры сети (сервер), это может ухудшить свойства сети в целом. Улучшению ситуации может способствовать увеличение числа буферов на плате сетевого адаптера, увеличение быстродействия канала и расширения объема буферной памяти в самой ЭВМ.

Правильный флаг окончания потока (ESD):

Сигнатура преамбулы позволяет PMI определить место, с которого следует начинать прием данных. Код преамбулы имеет вид:

010101 010101 010101 010101 010101 010101 010101 010101

Рис. 4.1.2.10. Формат поля управления доступом

Поле управления доступом служит для определения приоритета кадра, это единственное поле, которое присутствует в маркере (помимо SDEL и EDEL). Субполе приоритета (PPP) указывает на приоритет маркера в 802.5. Предусмотрено восемь уровней приоритета, начиная с 000 (низший) до 111 (высший). В 802.12 здесь записывается всегда 000. Субполе бит маркера позволяет отличить обычный кадр от маркера. Для маркера поле несет в себе 0, а для кадра 1 (802.5). Так как в 100VG-anylan передаются только маркерные кадры, этот бит всегда равен 1. Бит мониторинга препятствует бесконечной циркуляции кадра по кольцу. В исходный момент все кадры и маркеры имеют этот бит равный 0. Приемник игнорирует этот бит. Биты rrr разрешают приоритетным пакетам запрашивать маркер того же уровня приоритета. Стандарт 802.12 не использует непосредственно октет управления доступом, а для обеспечения совместимости с 802.5 по умолчания записывает туда 0001000.

Рис. 4.1.2.11. Формат поля управления кадра

Значения кодов субполя тип кадра представлено в таблице 4.1.2.3, они определяют формат данных информационного поля кадра. Для обычной передачи поле равно 01000yyy.

Коды типа кадра

Таблица 4.1.2.3 Коды типа кадра

Поле физического управления (pcf) имеет смысл только для УДС-кадров и служит для оповещения станций о типе кадра управления средой. Это поле служит также для указания приоритета передачи кадра из буфера адаптера в ЭВМ. В таблице 4.1.2.4.

Таблица 4.1.2.4 Коды поля pcf

Рис. 4.1.2.12. Формат адреса места назначения

I/G =0 индивидуальный адрес (I); I/G=1 групповой адрес (g).
U/L=0 универсальный адрес (U); U/L=1 локальный адрес (L).

Групповой адрес ассоциируется с (нулем или более) некоторым числом оконечных узлов данной сети, обычно это группа логически связанных узлов. Широковещательные и мультикастинг-адреса относятся к групповым адресам.

Широковещательный адрес подразумевает обращение ко всем узлам данной сети, такой адрес содержит 1 во всех своих разрядах. Мультикастинг-адрес подразумевает обращение к некоторой, выделенной группе адресов данной локальной сети. Существуют также функциональные адреса (FA), которые идентифицируют некоторые известные функциональные объекты с помощью групповых адресов. Формат функционального адреса представлен на рис. 4.1.2.13.

Рис. 4.1.2.13. Структура функционального адреса

Ниже приведена таблица 4.1.2.5 некоторых зарезервированных функциональных адресов.

Таблица 4.1.2.5. Зарезервированные функциональные адреса

Функциональные адреса являются отличительной особенностью сетей Token Ring. В этих сетях маршрутная информация распределена между устройствами сети. Рабочие станции создают и поддерживают собственные маршрутные таблицы. Формат поле адреса отправителя показан на рис. 4.1.2.14.

Рис. 4.1.2.14. Формат адреса отправителя

Субполе RII является индикатором маршрутной информации, функция субполя U/L идентична с вариантом формата адреса получателя. Если RII=1, в поле данных содержится маршрутная информация.

Формат поля маршрутной информации отображен на рис. 4.1.2.15.

Рис. 4.1.2.15. Формат поля маршрутной информации (RI)

Разновидности сетей, не использующие маршрутную информацию, берут код из субполя LTH (длина), чтобы обойти поле RI. Субполе RT (код типа маршрутизации) имеет 3 бита и говорит о том, должен ли данный кадр быть переадресован. Ниже приведена таблица (4.1.2.6) возможных значений кода rt.

Таблица 4.1.2.6. Значения кода RT

Таблица 4.1.2.7. Возможные значения поля LF

Субполя дескрипторов маршрута состоят из 12 бит идентификатора сети (номер кольца, назначается сетевым администратором) за которым следует 4 бита номера моста. Эти дескрипторы определяют порядок обхода сети кадром. В сетях 100VG-anylan это поле не используется, так как порядок обхода задается аппаратно повторителями.

Вариации топологии сети Token Ring

При построении больших сетей token ring приходится использовать большое число колец. Отдельные кольца связываются друг с другом, как и в других сетях, с помощью мостов (рис. 4.1.2.16). Мосты бывают «прозрачными» (IEEE 802.1d) и с маршрутизацией от источника. Последние позволяют связать в единую сеть несколько колец, использующих общий сетевой IPX- или IP-адрес.

Рис. 4.1.2.16 Соединение колец с помощью прозрачного моста

Использование мостов позволяет преодолеть и ограничение на число станций в сети (260 для спецификации ibm и 255 для IEEE). Мосты могут связывать между собой фрагменты сетей, использующих разные протоколы, например, 802.5, 802.4 и 802.3. Пакеты из кольца 1 адресованные объекту этого же кольца никогда не попадут в кольцо 2 и наоборот. Через мост пройдут лишь пакеты, адресованные объектам соседнего кольца. Фильтрация пакетов осуществляется по физическому адресу и номеру порта. На основе этих данных формируется собственная база данных, содержащая информацию об объектах колец, подключенных к мосту. Схема деления сети с помощью мостов может способствовать снижению эффективной загрузки сети.

Мосты с маршрутизацией от источника могут объединять только сети token ring, а маршрутизация пакетов возлагается на все устройства, посылающие информацию в сеть (отсюда и название этого вида мостов). Это означает, что в каждом из сетевых устройств должно быть загружено программное обеспечение, позволяющее маршрутизировать пакеты от отправителя к получателю (в случае netware это route.com). Эти мосты не создают собственных баз данных о расположении сетевых объектов и посылают пакет в соседнее кольцо на основе маршрутного указания, поступившего от отправителя самого пакета. Таким образом, база данных о расположении сетевых объектов оказывается распределенной между станциями, хранящими собственные маршрутные таблицы. Программы маршрутизации используют сетевой драйвер адаптера. Мосты с маршрутизацией от источника просматривают все поступающие кадры и отбирают те, которые имеют индикатор информации о маршруте RII=1. Такие кадры копируются, и по информации о маршруте определяется, следует ли их посылать дальше. Мосты с маршрутизацией от источника могут быть настроены на широковещательную передачу по всем маршрутам, либо на широковещательную передачу по одному маршруту. Формат информации о маршруте показан на рис. 4.1.2.15.

В сетях со сложной топологией маршруты формируются согласно иерархическому протоколу STP (spanning tree protocol). Этот протокол организует маршруты динамически с выбором оптимального маршрута, если адресат достижим несколькими путями. При этом минимизируется транзитный трафик. Для решения задачи мосты обмениваются маршрутной информацией. Формат этих пакетов показан на рис. 4.1.2.17.

Рис. 4.1.2.17. Формат кадра маршрутных данных, рассылаемых мостом

Поле идентификатор протокола характеризует используемый мостом протокол (для STP это код равен 0x000). Поле версия протокола хранит текущую версию протокола. Поле тип протокольного блока данных моста может принимать следующие значения:

В настоящее время протоколом STP используются только два флага :

Поле идентификатор корня содержит идентификатор корневого моста. В поле метрика маршрута до корня хранится оценка маршрута до корневого моста. В поле идентификатор моста записывается 8-байтовый код-идентификатор моста, передающего протокольный блок данных. Содержимое двух старших байт задается администратором сети, остальные 6 байт хранят универсальный или локальный адрес порта моста. Идентификатор порта представляет собой двух-байтовый код, присвоенный порту моста. Поле возраст сообщения содержит время в секундах, прошедшее с момента формирования конфигурационного сообщения. При ретрансляции протокольного блока конфигурации каждый мост увеличивает код в этом поле на величину, заданную протоколом управления. Величину кода в поле максимальный возраст задает корневой мост так, чтобы все остальные мосты имели согласованные значения возраста информации о конфигурации. Поле период актуализации определяет длительность периода посылки протокольных блоков конфигурации в секундах. Поле задержки передачи указывает на заданную корневым мостом величину времени в секундах, в течение которого порт не должен начинать передачу кадров после окончания реконфигурации сети.

Длина поля данных ограничивается временем, на которое станция может захватить маркер и не превышает 4502 октетов. Поле CRC служит для контроля целостности кадра при транспортировке. При расчете CRC используется образующий полином вида:

x 32 + x 26 + x 23 + x 22 + x 16 + x 12 + x 11 + x 10 + x 8 + x 7 + x 5 + x 4 + x 2 + x + 1

Стартовый разделитель должен иметь уникальную сигнатуру, которая не может встретиться ни в одном из последующих полей. Оконечный разделитель нужен для того, чтобы обозначить конец кадра (или маркера), ведь длина пакетов переменна.

Источник