Token Ring
Sφt Token Ring se dostala na trh v roce 1985. Token Ring je oznaΦovßna jako IEEE 802.5. Tento standart specifikuje topologii fyzick² kruh, protokol Token Ring (Passing), klasicky p°enosovou rychslost 4 Mb/s a definuje specißlnφ kabelovΘ spojenφ pomocφ stφn∞nΘ kroucenΘ dvoulinky pro oba sm∞ry p°enosu (je mo₧nΘ i spojenφ pomocφ optickΘho kabelu). V souΦasnΘ dob∞ se pou₧φvß v sφti Token Ring rychlost 16 Mb/s.
Charakteristika Token Ring:
Pro sφ¥ tohoto typu je charakteristickß kruhovß topologie s p°φstupovou metodou Token Passing. Kruhovß topologie se vyznaΦuje tφm, ₧e jednotlivΘ poΦφtaΦe sφt∞ jsou spojenΘ p°enosov²m mΘdiem fyzicky do kruhu, tak₧e signßl p°echßzφ postupn∞ p°es vÜechny poΦφtaΦe sφt∞. Nev²hodou je podstatn∞ horÜφ instalace sφt∞ a skuteΦnost, ₧e porucha libovolnΘho poΦφtaΦe, ale i porucha n∞kterΘ v∞tve sφt∞ m∙₧e zp∙sobit jejφ nepr∙chodnost. V²hodou je vyÜÜφ rychlos a vφce uzl∙ sφt∞.
LepÜφ vlastnosti se dosahujφ ·pravou fyzickΘho kruhu pomocφ zvlßÜtnφch koncentraßtor∙ MAU na logicku hv∞zdu. Nev²hodou tΘto topologie je omezen² poΦet stanic v kruhu. Na zpo₧d∞nφ p°enßÜenΘho rßmce se podφlφ jednak druh kabelu se svou charakteristickou rychlostφ Üφ°enφ signßlu a jednak zpo₧d∞nφ danΘ adaptΘrem. Pro dosa₧enφ zpo₧d∞nφ odpovφdajφcφho rychlosti 4 Mb/s byl stanoven maximßlnφ poΦet 260 uzl∙ v jednΘ sφti. ╚φm vφce bude stanic v sφti, tφm dΘle bude trvat cyklus odevzdßnφ prßva Token pro vysφlßnφ.
Na sb∞rnici se zachovßvß jeden sm∞r p°enosu. Zm∞na sm∞ru znamenß problΘmy s v²m∞nou vstupnφho konektoru za v²stupnφ na ka₧dΘm uzlu. Kruh musφ b²t za ka₧d²ch okolnostφ uzav°en², tak₧e i p°i odpojenφ uzlu z kruhu se na mφsto uzlu kruh p°epojφ specißlnφm konektorem. V ka₧dΘm okam₧iku se p°enßÜφ v uzav°enΘm kruhu bu∩ prßvo Token nebo ·daje vysφlanΘ n∞kter²m uzlem.
Rßmce podvrstvy MAC:
V sφti Token Ring se rozliÜujφ t°i typy rßmc∙. Je to rßmec Token, RuÜφcφ omezovaΦ a Datov².
Typicky koluje v sφti Token s nejni₧Üφ prioritou 000. V p°φpad∞, ₧e uzel po₧aduje Token p°ednostn∞, vy₧ßdß si rezervaci priority rezervaΦnφmi bity pole AC (bity RRR) v prßv∞ prochßzejφcφm rßmci stanicφ. V dalÜφm cyklu Token prochßzφ uzly s ni₧Üφ priorito, Φφm₧ se znaΦn∞ urychlφ obsluha p°φsluÜnΘho uzlu. Po vykonßnφ Φinnosti, uzel vrßti rezervaΦnφ i prioritnφ bity na hodnotu 000.
Pole DA urΦuje adresu cφlovΘ adresy. Norma dovoluje dΘlku 2 a₧ 6 B. Stanovenß dΘlka musφ b²t zßvaznou v celΘ sφti. V sφti IBM Token Ring je stanovenß na 6B. Individußlnφ, skupinovΘ, globßlnφ, nebo lokßlnφ adresovßnφ se rozliÜuje stejn∞ jako v sφtφch Ethernet. Pole dovoluje definovat univerzßlnφ adresu (vÜechny bity logickß 1) pro vÜechny stanice v kruhu, adresa bez urΦenφ (vÜechny bity logickß 0), p°i kterΘ rßmec projde sφtφ bez toho, aby vyl p°ijat². ZvlßÜtnostφ v sφtφch IBM je adresa C000 FFF FFF, jako univerzßlnφ. Pak jsou ve skupinov²ch adresßch vyhrazeny funkΦnφ adresy pro jednoduchΘ adresovßnφ p°echodov²ch za°φzeφ urΦitΘho typu, jako jsou mosty, servery, atd.
Pole zdrojovΘ adresy SA je individußlnφ adresa uzlu, kterß rßmec vyslala. Na rozdφl od normy IEEE802.5 v IBM sφtφch nejvyÜÜφ bit logickß 1 vyjad°uje, ₧e rßmec mß b²t p°enesen do jinΘho okruhu odd∞lenΘho mostem. Mluvφme o tzv. zdrojovΘm sm∞rovßnφ (Source Routing). P°i hodnot∞ logickß 0 z∙stßvß rßmec v lokßlnφm okruhu.
Pole dat v sφtφch IBM obsahuje sm∞rovacφ informace - Φßst RI. Toto pole existuje v p°φpad∞, ₧e se cφlovß adresa vyskytuje v jinΘm okruhu ne₧ zdrojov² uzel. Pak obsahuje pole sm∞rovßnφ 2B a prom∞nnΘho poΦtu 16-ti bitov²ch sm∞rovacφch polo₧e, kterΘ p°edstavujφ Φφsla okruh∙ a most∙, p°es kterΘ bude rßmec prochßzet. Tento mechanismus se oznaΦuje jako zdrojovΘ sm∞rovßnφ.
V okruhu sφt∞ je v₧dy jeden uzel oznaΦovßn jako aktivnφ monitor, kter² vykonßvß specißlnφ °φdφcφ a kontrolnφ funkce. Ostatnφ uzly jsou schopny p°evzφt p°i v²padku monitoru tyto funkce automaticky. Jednß se o:
V sφti Token Ring se mezi u₧iteΦn²mi rßmci neustßle vysφlß proud libovoln²ch bit∙ typu logickß 0, 1. U vÜech uzl∙ v sφti je frekvence neustßle fßzov∞ synchronizovanß ze strany monitoru, a proto v rßmcφch opdadß ·vodnφ synchronizaΦnφ posloupnost.
P°φstupovß metoda Token Passing:
P°φstupovß metoda Token Passing p°edstavuje nekolφznφ motodu (tedy deterministickou - lze zaruΦit v ΦasovΘm intervalu p°φstup k mΘdiu) s odevzdßvßnφm vysφlacφho prßva Token. Ve stavu klidu, kdy₧ ₧ßdn² uzel nevy₧aduje prßvo na vysφlßnφ, cyklicky putuje mezi uzly rßmec Token (vysφlacφ prßvo). Libovoln² poΦφtaΦ sφt∞ m∙₧e zaΦφt s vysφlßnφm ·dja∙ a₧ kdy₧ zφskß toto vysφlacφ prßvo. Tato metoda mß podle pou₧itΘ topologie dv∞ varianty. Metoda se vß₧e k fyzickΘmu kruhu (Token Ring), nebo ke sb∞rnici (Token Bus).
U metody Token Ring adaptΘr ka₧dΘho uzlu p°enßÜφ vÜechny data ze vstupu na v²stup a p°itom testuje, zda p°ijat² rßmec je Token nebo jemu adresovan² datov² rßmec. Doba odezvy p°i tΘto sφti je definovatelnß a nenφ kritickß p°i rychlosti 4 Mb/s ani p°i velkΘm zatφ₧enφ v sφti. P°i v²poΦtu se vychßzφ z poΦtu N uzl∙ (podle normy maximßlne 260) a ze zpo₧d∞nφ Ts adapteru jednoho uzlu. OrientaΦn∞ se maximßlnφ zpo₧d∞nφ pohybuje v devφtkßch mikrosekund. JednotlivΘ uzly jsou uspo°ßdanΘ fyzicky nebo logicky do kruhu (Ring) tzn. po poslednφ m uzlu, kter² dostl povolenφ k vysφlßnφ, zφskßvß oprßvn∞nφ op∞t prvnφ uzel. Token putuje v₧dy ve stejnΘm po°adφ v jednom sm∞ru k sousednφmu uzlu. Kdy₧ uzel o nemß zßjem o vysφlßnφ, odevzdß Token dalÜφmu uzlu, kterß nßsleduje v po°adφ. Kdy₧ ho zφskß, m∙∙₧e zaΦφt vysφlat datovΘ rßmce, co₧ je Φßst vysφlacφ zprßvy. Kdy₧ je zprßva delÜφ ne₧ je p°φpustnß dΘlka rßmce vysφlajφ se postupn∞ rßmce za sebou. Po odvysφlßnφ datov²ch rßmc∙ vyÜle Token, kdy₧ u₧ nechce vysφlat data.
V²hodou tΘto metody je, ₧e ka₧d² poΦφtaΦ mß zaruΦeno zφskßnφ vysφlacφho prßva do urΦitΘho ΦasovΘho limitu. Proto₧e ·daje jsou p°enßÜena jen jednφm sm∞rem, nedojde ke kolizi jak to je u metody CSMA/CD. Tyto sφt∞ jsou proto vhodnΘ pro °φzenφ technologick²ch proces∙, kde se vy₧aduje °φzenφ v reßlnΘm Φase.
P°φstupovß metoda ETR:
Firma Proteon dosßhla rychlosti do 10 Mb/s a firma IBM a₧ 16 Mb/s dφky vyu₧itφ metody ETR (Early Token Relaise - p°edΦasn∞ uvoln∞n² Token), kterß efektivn∞ji vyu₧φvß p∙vodnφ p°φstupovou metodu Token RIng.
V okruhu je p°enßÜeno vφce datov²ch rßmc∙ souΦasn∞.
Specifikace fyzickΘ vrstvy v sφti Token Ring:
Dnes se klasickΘ kruhovΘ sφt∞ nebudujφ. Mφsto nich se tvo°φ zvlßÜtnφ kabelovΘ propojenφ s charakterem hv∞zdicovΘ sφt∞. IBM vyvinula zyfickou hv∞zdu propojenφm zp∞tnΘho vedenφ logickΘ kruhovΘ sφt∞. V tΘto sφti nejsou poΦφtaΦe propojeny mezi sebou p°φmi, ale prost°ednictvφm rozd∞lovaΦ∙ kruhovΘho vedenφ. Pojmenovßnφ je Wire Center, nebo MAU (Multiple Access Unit) - vφcenßsobn² p°φpojn² bod.
Ka₧d² uzel je p°ipojen² k sφti dv∞mi vedenφmi k p°φjimaΦi a vysφΦi s automatick²m testovßnφm je-li uzel v bezporuchovΘm stavu, nebo jestli mß poruchu, nebo je ve vypnutΘm stavu. P°φpojnΘ vedenφ se realizuje dvojicφ klasick²ch koaxißlnφch kabel∙ nebo zvlßÜtnφm dvouvodiΦov²m stφn∞n²m kroucen²m pßrem v podob∞ jednoho koaxißlnφho kabelu pro oba sm∞ry toku dat. V obou p°φpadech MAU automaticky uzavφrß releov²m kontaktem po₧adovan² kruh v mφstech nep°ipojen²ch uzl∙. Technicky je to °eÜeno tak, ₧e ka₧dß aktivnφ stanice pomocφ adapteru napßjφ relΘ umφst∞nΘ v MAU, a kterΘ svojφm kontaktem p°ipojuje uzel do kruhu. Krom∞ hlavnφho vedenφ je v MAU taky nßhradnφ vedenφ pro p°φpad poÜkozenφ hlavnφho okruhu. Vßhoda tohoto uspo°ßdßnφ je v centralizaci a v jednodu₧Üφ oprav∞ a ·dr₧b∞, ale za cenu v∞tÜφ spot°eby kabel∙ a vedenφ. Obvykle je koncentrßtor MAU konstruovan² pro 8 uzl∙, ale dovoluje libovolnΘ rozÜφ°enφ. Pro rozÜφ°enφ mß koncentrßtor zvlßÜtnφ svorky RO (Ring Out), RI (Ring In), kterΘ je pot°eba sprßvn∞ propojit podle sm∞ru komunikace. Odpojenφm tohoto konektoru se pomocφ nßhradnφho vedenφ op∞t automaticky obnovφ uzav°en² kruh. Firma Proteon vyvinula MAU s vyÜÜφ inteligencφ se zabudovan²m mikroprocesorem a p°φsluÜn²m programem.
Stφn∞nΘ kable s kroucen²m pßrem se t°φdφ na typy 1, 2, 3, 6 a 8: