Стандарт IEEE 802.5. Сети с маркерным доступом

Из сетей этого стандарта наибольшее распространение имели сети Token Ring фирмы IBM. Технология предусматривает две битовые скорости: 4 Мбит/с и 16 Мбит/с. Использовать в одной сети две скорости одновременно нельзя.

Станции подключены к общему кольцу, по которому циркулирует кадр маркера. Каждая станции получив маркер, отправляет свои данные, и передает маркер следующей станции.

Маркерный метод доступа гарантирует любой станции получение доступа к общей разделительной среде в течение максимального времени оборота маркера по кольцу. Поэтому метод относится к методам детерминированного доступа. Это дает сетям возможность работать в условиях большей загруженности, чем метод случайного доступа, используемый, в частности, в сетях Ethernet. Если загруженность сети будет превышать критическую, то ее производительность будет падать, но степень падения производительности можно предсказать.

При передаче файлов больших размеров соотношение в потоке данных пользователя и служебных данных в этих сетях лучше, чем в сетях Ethernet.

Сети технологии Token Ring обладают элементами отказоустойчивости. Процедуры контроля за рабой сети используют обратную связь кольцеобразной структуры - посланный кадр по кольцу возвращается от получателя к отправителю с подтверждением о приеме. Кроме того, одна из станций, называемая активный монитор, постоянно контролирует работу кольца. Некоторые ошибки, например, потеря маркера, могут устраняться автоматически. В других случаях фиксируется место и тип неисправности.

В сетях Token Ring есть механизм назначения приоритетов для трафика реального времени, но пользоваться им довольно сложно. Для этого приложение или прикладной протокол должны уметь таким механизмом пользоваться. Поэтому на практике все станции обычно имели равные права доступа к кольцу.

Особенности метода доступа:

Каждая станция сети непосредственно связана с двумя соседями. Та, от которой данная станция получает данные, называется ближайшим активным соседом выше по потоку, а та, которой передает данные - ближайшим активным соседом ниже по потоку.

Рис. 4.9. Схема передачи данных в сети Token Ring

По сети от станции к станции циркулирует кадр-маркер. Если у станции нет данных, которые нужно передавать, то при получении маркера она передает маркер следующей станции. Если у станции есть данные, подлежащие передаче, то она вместо маркера передает кадр данных в течение времени удержания маркера. Адаптеры других станций побитово транслируют проходящие по сети кадры данных.

Станция, которой предназначен кадр данных, копирует его в свой буфер, сетевой адаптер ставит в кадр признак приема и передает его дальше по кольцу. Когда кадр возвращается к станции-отправителю с признаком приема, станция-отправитель удаляет этот кадр и передает кадр-маркер следующей станции. Если кадр был принят с ошибкой, станция-отправитель при следующей передаче будет пересылать его повторно.

Станция-отправитель может отправить в кольцо не один, а несколько кадров подряд в течение времени удержания маркера, каждый из них передается после получения подтверждения о доставке предыдущего кадра. По умолчанию это время равно 10 мкс, отсюда максимальный размер одного кадра при скорости 4 Мбит/с равен 4 килобайтам, а при скорости 16 Мбит/с – 16 килобайтам.

Описанный алгоритм используется на скорости 4 Мбит/с.

Для скорости 16 Мбит/с используется алгоритм раннего высвобождения маркера. Маркер передается сразу же, как только данная станция закончила передачу одного или нескольких кадров за время удержания маркера, не дожидаясь подтверждения приема. Тогда в случае получения отрицательных подтверждений станция будет передавать искаженные данные повторно при следующем получении маркера. Этот алгоритм напоминает метод скользящего окна.

Кадры данных могут иметь приоритет от 0 до 7, маркер тоже имеет приоритет. Кадры и маркер имеют основное и резервное поле приоритета.

Станция имеет право на передачу, если приоритет ее данных больше или равен приоритету, указанному в основном поле маркера. Иначе станция передает маркер следующей станции, а в резервном поле маркера может поставить приоритет своих данных, резервируя очередь для будущей передачи. Причем изменить значение резервного поля маркера станция может только, если приоритет ее данных выше того, что уже стоит в этом поле. В результате поле резервного приоритета маркера зарезервирует очередь для станции с наивысшим приоритетом данных, но меньшим, чем у маркера. Другая станция, которая сможет захватить маркер, передаст свои данные, запишет в основное поле маркера значение из резервного поля, а резервное поле обнулит. Теперь при следующем проходе маркера по кольцу его захватит зарезервировавшая себе очередь станция.

Приоритетный механизм работает только, если он используется прикладным уровнем.