Аппаратура сети Token Ring фирмы IBM

Сеть предложена фирмой IBM в 1985 году. Поддерживается международным стандартом IEEE 802.5.

При разработке сети ставилась как основная цель — объединение всех компьютеров, выпускаемых фирмой IBM (от ПК до Мейнфреймов).

Топология сети – «кольцо» (см. рис.1.33.). Отдельные абоненты подключены к кольцу не прямо, а через специальные концентраторы MAU (Multistation Access Unit) (многостанционные устройства доступа). В действительности же каждый абонент связан с помощью MAU в кольцо. Поэтому физически сеть имеет звездно-кольцевую топологию.

В сети может использоваться и единственный концентратор MAU. Тогда с его помощью в кольцо объединяются только абоненты, подключенные к нему (рис.1.34.)

Кабели, соединяющие концентраторы, содержат две разнонаправленные линии. Это позволяет использовать такие соединения, как показано на рисунке 1.35.

Рис.1.33.

Концентратор предназначен для подключения 8 абонентов и содержит два крайних разъема для соединения с другим концентратором.

Рис1.34.

Рис.1.35

В качестве среды передачи первоначально использовалась витая пара, затем появились варианты аппаратуры для коаксиального кабеля, а также для оптоволоконного кабеля в стандарте FDDI. Витая пара может быть типа UTP (неэкранированная) или STP (экранированная).

Характеристики сети:

¨ Максимальное число концентраторов — 12;

¨ Максимальное число абонентов — 96;

¨ Максимальная длина кабеля между абонентом и концентратором — 45 м.;

¨ Максимальная длина кабеля между концентраторами — 45 м.;

¨ Скорость передачи 4 Мбит/с или 16 Мбит/с.

Если применяется STP-кабель (экранированный), то количество абонентов может быть увеличено до 260, а длина кабеля – до 100 м (вместо 45).

В отличие от сети Ethernet эта сеть хорошо держит высокую нагрузку (выше 30%) и обеспечивает гарантированное время доступа. Скорость в данной сети может быть выше, чем в стандартной ЛВС Ethernet.

В Token Ring используется классический маркерный метод доступа. К постоянно циркулирующему по кольцу маркеру абоненты могут присоединять свои пакеты данных.

Достоинство сети — отсутствие конфликтов.

За сохранностью маркера следит один из абонентов – активный монитор. При выходе его из строя с помощью специального механизма назначается другой активный монитор (из оставшихся абонентов).

Структура маркера в сети приведена на рисунке 1.36. Он содержит три байта:

Ø SD – Start Delimiter (байт начального разделителя);

Ø AS – Access Control (байт управления доступом);

Ø ED – End Delimiter (байт конечного разделителя).

Начальный и конечный разделители содержат в себе импульсы специального вида, для того чтобы их нельзя было спутать ни с какими другими байтами пакета. На рисунке 1.37. приведен формат байта управления доступом. Он содержит следующие поля:

§ Три бита приоритета, позволяющие абоненту присвоить приоритет своим пакетам (от 0 до 7).Здесь 7 – высший приоритет.
Абонент имеет право присоединить к маркеру свой пакет только тогда, когда его собственный приоритет такой же или выше, чем приоритет маркера.

Рис.1.37.

§ Бит маркера определяет, присоединен ли к маркеру пакет (единица соответствует маркеру без пакета).

§ Бит монитора устанавливается в единицу активным монитором.

§ Биты резервирования позволяют абоненту зарезервировать свое право на дальнейший захват сети, т.е. занять очередь на обслуживание. Если приоритет абонента выше, чем текущее значение поля резервирования, он может записать туда свой приоритет вместо прежнего.

На рисунке 1.38. приведен формат пакета для данной сети. При скорости передачи 16 Мбит/с длина поля данных может составлять до 18 Кбайт. Даже при скорости 4 Мбит/с сеть Token Ring часто обеспечивает большую фактическую скорость передачи, чем более скоростная Ethernet (10 Мбит/с), особенно при больших загрузках( 30%).

Рис.1.38.

Это связано с тем, что при высоких загрузках сказывается несовершенство метода CSMA/CD, который тратит много времени на разрешение конфликтов.