3.3.12. Сетевая технология Token Ring

Сетевая технология Token Ring была разработана компанией IBM в начале 80-х годов ХХ века. В дальнейшем она стала основой стандарта IEEE 802.5. Данная технология является основной технологией IBM для локальных сетей и по популярности занимает второе место после технологии Ethernet.

Локальные сети Token Ring/IEEE 802.5 могут иметь кольцевую (рис. 3.16) или звездообразную (рис. 3.17) физическую топологию, но логически данные всегда передаются по кольцу последовательно в одном направлении от одной абонентской системы к другой. В случае звездообразной топологии сеть строится на основе специального концентратора, способного автоматически отключать неисправные абонентские системы и реконфигурировать сеть.

Рис. 3.16. Сеть Token Ring/IEEE 802.5 с кольцевой топологией

Рис. 3.17. Сеть Token Ring/IEEE 802.5 с топологией звезда

В сетях Token Ring/IEEE 802.5 используется детерминированный маркерный метод доступа к разделяемой среде передачи данных, в качестве которой может использоваться витая пара или волоконно-оптический кабель (рис. 3.8).

При этом методе передачи информации по сети циркулирует небольшой блок данных ‑ маркер. Каждая абонентская система принимает маркер и может удерживать его в течении определенного времени. Если АС не готова передавать информацию, то она просто ретранслирует маркер следующей абонентской системе. Если АС начинает передачу, она модифицирует маркер, который преобразовывается в последовательность «начало блока данных», после которой следует собственно передаваемая информация. На время прохождения данных маркер в сети отсутствует, таким образом, остальные АС не имеют возможности передачи и конфликты (коллизии) в сети невозможны в принципе. При прохождении АС-назначения информация копируется в буфер ее сетевого адаптера с установлением признаков распознавания адреса и копирования и продолжает передаваться по кольцу, пока не достигнет абонентской системы-отправителя, где удаляется окончательно (рис. 3.18).

Для обработки возможных ошибок, таких как потеря маркера, в состав сети включается АС с особыми полномочиями (активный монитор). Она может удалять информацию, отправитель которой не может удалить ее самостоятельно, а также восстанавливать потерянный маркер. Поскольку для Token Ring всегда можно заранее рассчитать максимальную задержку доступа к среде для передачи информации, она может применяться в различных автоматизированных системах управления, производящих обработку информации и управление процессами в реальном масштабе времени. Для сохранения работоспособности сети при возникновении неисправностей предусмотрены специальные алгоритмы, позволяющие в ряде случаев изолировать неисправные участки путем автоматической реконфигурации. Скорость передачи, описанная в IEEE 802.5, составляет 4 Мбит/с, однако существует также реализация 16 Мбит/с, разработанная в результате развития технологии Token Ring. Локальные сети ЭВМ с детерминированным доступом позволяют организовать обработку и передачу информации в реальном масштабе времени.

Рис. 3.18 Метод маркерного доступа: t₁ ‑ предоставление маркера АС1, модификация маркера и отправка информационного кадра А; t₂ ‑ прием и ретрансляция кадра А абонентской системой АС2; t₃ ‑ прием кадра АС3, распознавание адреса и запись кадра в буфер, установка признаков распознавания адреса и копирования (А*), дальнейшая ретрансляция кадра; t₄ ‑ прием и ретрансляция кадра А* абонентской системой АС4; t₅ ‑ прием и удаление из кольца абонентской системой АС1 кадра А*; t₆ ‑ передача маркера АС2