Алгоритм Token Ring,называемый "сигнализирующим" (beaconing), выявляет и пытаетсяустранить некоторые неисправности сети. Если какая-нибудь станция обнаружитсерьезную проблему в сети (например такую, как обрыв кабеля), она высылаетсигнальный блок данных. Сигнальный блок данных указывает домен неисправности, вкоторый входят станция, сообщающая о неисправности, ее ближайший активныйсосед, 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 выполняютдиагностику, пытаясь реконфигурировать сеть вокруг отказавшей зоны. Вфизическом плане MSAU может выполнить это с помощью электрическойреконфигурации.
Практическая часть
Пусть у нас есть сеть из 50 станций, работающая наскорости 10 Мбит/сек и настроенная так, что на подстанции с приоритетом 6остается 1/3 пропускной способности. Тогда каждая станция имеет гарантированнодля приоритета 6 скорость не менее 67 Кб/с. Эта пропускная способность можетбыть использована для управления устройствами в реальном масштабе времени.
Важной проблемой при создании кольцевой сети является"физическая длина" бита. Пусть данные передаются со скоростью RMbps. Это значит, что каждые 1/R ms на линии появляется бит. Учитывая, чтосигнал распространяется со скоростью 200 m/ms, то один бит занимает 200/Rметров кольца. Отсюда, при скорости 1 Мbps и длине окружности 1 км кольцовмещает не более 5 бит одновременно.
Следствием конструкции сети кольцо с маркером являетсят, что сеть должна иметь достаточную протяженность, чтобы маркер могутуместиться в ней целиком даже когда все станции находятся в ожидании. Задержкискладываются из двух компонентов - 1 бит задержка на интерфейсе станции изадержка на распространение сигнала. Учитывая, что станции могут выключаться,например
на ночь, следует что накольце должна быть искусственная задержка, если кольцо не достаточно длинное.При малой загрузке станции в сети кольцо с маркером сразу смогут передаватьсвои сообщения. По мере роста загрузки у станций будут расти очереди напередачу и они в соответствии с кольцевым алгоритмом будут захватывать маркер ивести передачу. Постепенно загрузка кольца будет расти пока не достигнет 100%.
Формат маркера
Кадр маркера состоит из трех полей, каждое длиной водин байт.
Каждый кадр или маркер имеет приоритет,устанавливаемый битами приоритета (значение от 0 до 7, 7 - наивысший приоритет).Станция может воспользоваться маркером, если только она получила маркер сприоритетом, меньшим или равным, чем ее собственный. Сетевой адаптер станции,если ему не удалось захватить маркер, помещает свой приоритет в резервные битымаркера, но только в том случае, если записанный в резервных битах приоритетниже его собственного. Эта станция будет иметь преимущественный доступ припоследующем поступлении к ней маркера.
Схема использования приоритетного методазахвата маркера показана на рисунке 13. Сначала монитор помещает в полетекущего приоритета P максимальное значение приоритета, а поле резервногоприоритета R обнуляется (маркер 7110). Маркер проходит по кольцу, в которомстанции имеют текущие приоритеты 3, 6 и 4. Так как эти значения меньше, чем 7,то захватить маркер станции не могут, но они записывают свое значениеприоритета в поле резервного приоритета, если их приоритет выше его текущегозначения. В результате маркер возвращается к монитору со значением резервногоприоритета R = 6. Монитор переписывает это значение в поле P, а значениерезервного приоритета обнуляет, и снова отправляет маркер по кольцу. При этомобороте его захватывает станция с приоритетом 6 - наивысшим приоритетом вкольце в данный момент времени.
Бит маркера имеет значение 0 для маркера и 1 длякадра.
Бит монитора устанавливается в 1 активным монитором ив 0 любой другой станцией, передающей маркер или кадр. Если активный монитор
видит маркер или кадр, содержащий бит монитора в 1, тоактивный монитор знает, что этот кадр или маркер уже однажды обошел кольцо и небыл обработан станциями. Если это кадр, то он удаляется из кольца. Если этомаркер, то активный монитор переписывает приоритет из резервных битовполученного маркера в поле приоритета. Поэтому при следующем проходе маркера покольцу его захватит станция, имеющая наивысший приоритет.
--------
. Поля Start delimiter и Enddelimiter предназначены для распознавания начала и конца кадра. Они имеютспециальную кодировку, которая не может встретиться у пользователя. Поэтомуполя длина кадра не требуется. Поле Frame control отделяет управляющие поля отполей данных. Для кадров данных здесь указывается приоритет кадра. Это полетакже используется станцией получателем для подтверждения корректного или некорректного получения кадра. Без этого поля получатель был бы лишен возможностидавать подтверждения - у него нет маркера.
Token ring иFDDI
ТехнологияFiber Distributed Data Interface (FDDI) - первая технология локальных сетей, котораяиспользовала в качестве среды передачи данных оптоволоконный кабель.
FDDI посуществу представляет собой быстродействующий вариант Token Ring наволоконной оптике. В отличае от TokenRing FDDI реализуется без традиционныхконцентраторов-“хабов”.Еще одним отличием FDDI от Token Ring является возможность передавать данные одновременно, т.е. в сетях FDDI можетодновременно циркулировать несколько кадров.
По своей топологии FDDI состоитиз двух логических колец с циркуляцией маркеров по ним в противоположныхнаправлениях. Кольца образуют основной и резервный пути передачи данных междуузлами сети. Использование двух колец - это основной способ повышения отказоустойчивостив сети FDDI, и узлы, которые хотят им воспользоваться, должны быть подключены кобоим кольцам. В нормальном режиме работы сети данные проходят через все узлы ивсе участки кабеля первичного (Primary) кольца, поэтому этот режим назван режимомThru - "сквозным" или "транзитным". Вторичное кольцо(Secondary) в этом режиме не используется. В случае какого-либо вида отказа,когда часть первичного кольца не может передавать данные (например, обрывкабеля или отказ узла), первичное кольцо объединяется со вторичным
), образуя вновь единое кольцо. Этот режим работы сетиназывается Wrap, то есть "свертывание" или "сворачивание"колец. Операция свертывания производится силами концентраторов и/или сетевыхадаптеров FDDI. Для упрощения этой процедуры данные по первичному кольцу всегдапередаются против часовой стрелки, а по вторичному - по часовой. Поэтому приобразовании общего кольца из двух колец передатчики станций по-прежнемуостаются подключенными к приемникам соседних станций, что позволяет правильнопередавать и принимать информацию соседними станциями.
В FDDIдостигается битовая скорость 100 Мб/с
Процедура инициализации FDDI несколькоотличается от инициализации TokenRing:
Длявыполнения процедуры инициализации каждая станция сети должна знать о своихтребованиях к максимальному времени оборота токена по кольцу. Эти требованиясодержатся в параметре, называемом "требуемое время оборота токена" -TTRT (Target Token Rotation Time).
ПараметрTTRT отражает степень потребности станции в пропускной способности кольца - чемменьше время TTRT, тем чаще станция желает получать токен для передачи своихкадров. Процедура инициализации позволяет станциям узнать о требованиях ковремени оборота токена других станций и выбрать минимальное время в качествеобщего параметра T_Opr, на основании которого в дальнейшем будет распределятьсяпропускная способность кольца. Параметр TTRT должен находиться в пределах от 4мс до 165 мс и может изменяться администратором сети.
Дляпроведения процедуры инициализации станции обмениваются служебными кадрамиМАС-уровня - кадрами Claim. Эти кадры имеют в поле управления значение 1L000011, поле адреса назначения содержит адрес источника (DA = SA), а в полеинформации содержится 4-х байтовое значение запрашиваемого времени оборотатокена T_Req.
Есликакая-либо станция решает начать процесс инициализации кольца по своейинициативе, то она формирует кадр Claim Token со своим значением требуемоговремени оборота токена TTRT, то есть присваивает полю T_Req свое значение TTRT.Захвата токена для отправки кадра Claim не требуется. Любая другая станция,получив кадр Claim Token, начинает выполнять процесс Claim Token. При этомстанции устанавливают признак нахождения кольца в работоспособном состоянииRing_Operational в состояние False, что означает отмену нормальных операций попередаче токена и кадров данных. В этом состоянии станции обмениваются толькослужебными кадрами Claim.
Длявыполнения процедуры инициализации каждая станция поддерживает таймер текущеговремени оборота токена TRT (Token Rotation Timer), который используется также ив дальнейшем при работе кольца в нормальном режиме. Для упрощения изложениябудем считать, что этот таймер, как и другие таймеры станции, инициализируетсянулевым значением и затем наращивает свое значение до определенной величины,называемой порогом истечения таймера. (В реальном кольце FDDI все таймерыработают в двоичном дополнительном коде).