Token ring

Z Multimediaexpo.cz

Nemáte oprávnění „upravit tuto stránku“. Důvod:

Můžete si prohlédnout a zkopírovat zdrojový kód této stránky:

{{Internetové protokoly}} '''Token ring''' je technologie lokální sítě ([[Local Area Network|LAN]]), vyvinutá počátkem 80 let 20. století firmou IBM. Byla standardizována jako [[IEEE]] 802.5. Zpočátku byla tato technologie poměrně úspěšná, ale počátkem 90. let byla postupně vytlačována technologií [[Ethernet]]u. Principem sítě Token ring je předávání vysílacího práva pomocí speciálního rámce (tzv. tokenu) mezi adaptéry, zapojenými do logického kruhu. Fyzicky je síť zapojena do hvězdicové [[topologie]], ale centrální hub slouží pouze jako spoj pro uzly v sousedních ramenech hvězdy. Řízený způsob přístupu ke sdílenému médiu zajišťuje vyšší robustnost a odolnost sítě při přetížení, než může nabídnout stochastický přístup [[Ethernet]]u. Původní přenosová rychlost sítí Token Ring byla 4 [[Mbit/s]], v roce [[1989]] vznikla zařízení s rychlostí 16 Mbit/s a norma byla patřičně rozšířena. Další rozšíření technologie přinesly postupně rychlosti 100 Mbit/s a 1 [[Gbit/s]]. Díky výrazně menším prodejům ve srovnání s Ethernetem však schopnost konkurence postupně klesala. ==Shrnutí== [[Soubor:TokenRingLogicalNetwork.png|thumb|Síť Token Ring]] Pracovní stanice v lokální síti Token ring jsou zapojeny do logického kruhu. Data se přenášejí postupně z jedné stanice na obvodu kruhu do druhé. Právo vysílat, tzv. „Token“, koluje mezi stanicemi. Toto předávání Tokenu má výhodu nad [[stochastický]]m přístupem použitým v Ethernetu, a to zejména při vyšším zatížení sítě. Využívá ho například také [[ARCNET]], [[token bus]] a [[FDDI]]. Fyzické uspořádání sítě je do [[hvězda|hvězdy]]: uprostřed kruhu je stanice, která je spojena dvěma linkami s každou stanicí na obvodu kruhu. Spoj mezi dvěma stanicemi na obvodu je realizován přes tuto prostřední. [[Soubor:IBM hermaphroditic connector.JPG|180px|thumb|left|IBM obojetný konektor se zámkem]] Obvykle se používají kabely IBM „Typ-1“ stíněná [[kroucená dvojlinka]], s neobvyklým „obojetným“ konektorem (samčí i samičí konektor v jednom). Zpočátku (v roce [[1985]]) byla přenosová rychlost Token Ringu „pouze“ 4 [[Megabit per second|Mbit/s]], ale v roce [[1989]] IBM uvedla na trh první produkty s přenosovou rychlostí 16 Mbit/s. V souvislosti s tím byl také rozšířen standard 802.5. V roce [[1981]], [[Apollo Computers]] uvedla svůj vlastní 12 Mbit/s Apollo token ring (ATR) a v roce 1984 [[Proteon]] přišel na trh s jejich 10 Mbit/s ProNet-10 token ring. Bohužel, IBM Token Ring s těmito produkty nebyl kompatibilní. Po technické stránce, Token Ring je [[síťový protokol]] spadající do [[linková vrstva|linkové vrstvy]] [[Referenční model ISO/OSI|modelu ISO/OSI]]. Používá speciální tříbajtový rámec nazývaný Token, který putuje v předem určeném směru po obvodu kruhu. Rámce Token ringu putují po obvodu kruhu kolem dokola. Každá stanice předává tento Token rámec svému sousedovi. Toto předávání tokenu slouží k rozhodnutí, která stanice má právo vysílat na sdílenou sběrnici. Stanice, které chtějí vysílat, musejí počkat než k nim Token dorazí. Token ring sítě obvykle používají k reprezentaci dat takzvané [[diferenciální kódování Manchester]]. IBM propagovala použití sítí Token ring v polovině 80. let, v době, kdy uvolnila svou IBM Token ring architekturu založenou na „MSAU“ (název pro hub sloužící pro připojení k lokální síti Token ring) a strukturovaném kabelovém systému IBM. IEEE později standardizovalo lokální sítě založené na Token ring jako IEEE 802.5.[http://www.ieee802.org/5/] Rychlosti přenosu sítí Token ring 4 Mbit/s, 16 Mbit/s, 100 Mbit/s a 1 Gbit/s byly standardizovány pracovní skupinou IEEE 802.5. Sítě Token ring měly značně větší výkon a lepší spolehlivost ve srovnání s prvními implementacemi [[Ethernet]]u (IEEE 802.3) s náhodným přístupem ke sdílenému médiu. Byly běžně používány jako „high-end“ alternativa k Ethernetu. Avšak s příchodem ethernetových [[switch]]ů začaly sítě Token ring oproti Ethernetu jak ve výkonu, tak ve spolehlivosti, zaostávat. Navíc větší podíl Ethernetu na trhu umožnil další snižování cen. Lepší poměr cena ku výkonu pak mělo za důsledek postupné vytlačování Token ringu Ethernetem. V současné době je Ethernet rozšířenější než Token ring. Od té doby nastal úpadek v použití sítí Token ring a ustala také aktivita ve vytváření nových standardů založených na této architektuře. ==Token rámec== Pokud žádná stanice nevysílá data, smyčkou stanic koluje speciální rámec „Token“. Tento rámec je stanicemi přeposílán k dalšímu sousedovi, dokud se nedostane do stanice, která potřebuje vysílat data. Tato stanice, která chce data vysílat, přemění rámec Token na datový rámec a data odvysílá. Jakmile tato stanice přijme data, která dříve vyslala, přemění je zpátky na Token a pošle ho dále. Pokud někde nastane chyba přenosu a v síti nekoluje žádný nebo naopak více Tokenů, zasáhne k tomuto účelu vyčleněná stanice, tzv. „Aktivní monitor“, která vloží nový nebo odstraní přebytečné Tokeny. Rámec Token sestává ze tří bajtů, jak je podrobněji uvedeno níže ('J' a 'K' budou níže značit speciální znaky porušení kódu): ==Token priorita== Architektura Token ring umožňuje volitelný alternativní přístup ke sdílenému médiu - pomocí priorit - umožňující stanici, která chce odvysílat data s vysokou prioritou, přednostní přístup k Tokenu. Používá se 8 úrovní priority označovaných 0-7. Pokud stanice, která chce vysílat, obdrží Token nebo data s prioritou nižší než její vlastní, nastaví rámci svoji vlastní prioritu. Stanice ovšem nezačne vysílat okamžitě, čeká, až rámec oběhne sítí dokola. Nakonec po odvysílání a přijetí vlastních datových rámců nastaví stanice rámci jeho původní prioritu. ==Formát rámce Token ring== Datový rámec Token ring je rozšířením Tokenu, který stanice používají k přenosu rámců správy MAC nebo datových rámců protokolů z vyšších vrstev podle hierarchického modelu (ISO/OSI). Token ring a IEEE 802.5 znají dva základní typy rámců: Tokeny a datové/příkazové rámce. Tokeny mají délku 3 bajty a skládají se ze startovního bajtu, řídícího bajtu a koncového bajtu. Datové/příkazové rámce mají proměnlivou délku v závislosti na velikosti informačního pole. Datové rámce nesou informace pro vyšší vrstvy hierarchického modelu, zatímco příkazové rámce nesou pouze kontrolní informace týkající se vlastního přenosu dat. ===Datový/Příkazový Rámec=== {| class="wikitable" |- !SD !AC !FC !DA !SA !PDU od LLC (IEEE 802.2) !CRC !ED !FS |- |8 bitů |8 bitů |8 bitů |48 bitů |48 bitů |až 18200x8 bitů |32 bitů |8 bitů |8 bitů |} ===Token Rámec=== {| class="wikitable" |- !SD !AC !ED |- |8 bitů |8 bitů |8 bitů |} ===Abort Rámec=== {| class="wikitable" |- !SD !ED |- |8 bitů |8 bitů |} ; SD (Starting Delimiter) : sestává ze speciální sekvence bitů označující začátek rámce. Bity zleva od nejvíce významného jsou J,K,0,J,K,0,0,0. J a K značí porušení kódu. Vlastnosti Manchesterského kódování pak zaručují, že takováto posloupnost bytů se nedá zaměnit s jinými daty. {| class="wikitable" |- !J !K !0 !J !K !0 !0 !0 |- |1 bit |1 bit |1 bit |1 bit |1 bit |1 bit |1 bit |1 bit |} ; AC (Access Control) : toto pole obsahuje následující posloupnost zleva od nejvíce významného bitu: P,P,P,T,M,R,R,R. P značí prioritu. T, pokud je nastaveno znamená, že se jedná o Token rámec. M je monitor bit který nastavuje Aktivní Monitor (AM) při průchodu tohoto rámce. R jsou rezervované bity. {| class="wikitable" style="text-align:center" |- ! width="4%"|+ ! colspan="4" width="37.5%"| Bity 0–2 ! colspan="4" width="12.5%"| 3 ! colspan="8" width="37.5%"| 4 ! colspan="3" width="12.5%"| 5-7 |- ! 0 | colspan="4"| Priorita | colspan="4"| Token | colspan="8"| Monitor | colspan="16"| Rezervováno |} ; FC (Frame Control) : jednobajtové pole popisující datovou část rámce. Indikuje, zda rámec obsahuje data nebo kontrolní informace. V příkazových rámcích je zde upřesněn typ kontrolní informace. {| class="wikitable" style="text-align:center" |- ! width="4%"|+ ! colspan="4" width="25%"| Bity 0–2 ! colspan="4" width="75%"| 3 |- ! 0 | colspan="4"| Druh Rámce | colspan="4"| Kontrolní Bity |} Druh rámce - '''01''' indikuje LLC rámec IEEE 802.2 (data) a ignoruje kontrolní bity<br /> '''00''' indikuje MAC rámec a kontrolní bity udávají typ tohoto příkazového rámce. ; DA (Destination address) : 6-bajtové pole specifikující fyzickou adresu cílové stanice. ; SA (Source address) : obsahuje fyzickou adresu vysílající stanice. Je to 6-bajtové pole obsahující buďto lokální (LAA) anebo univerzální (UAA) adresu vysílající stanice. ; Data : pole proměnlivé délky minimálně 0 bajtů. Maximální velikost závisí na nastavení speciálního čítače přímo v zařízení a závisí na přenosové rychlosti, například pro 16 Mbit/s je to 18200 bajtů. ; CRC (Frame Check Sequence) : 4-bajtové pole uchovávající informaci CRC použitou pro ověření, zda byl paket přijat bez poškození. ; ED (Ending Delimiter) : Protějšek startovního bajtu. Označuje konec rámce. Znaky posloupnosti zleva nejvýznamnější jsou: J,K,1,J,K,1,I,E. I je speciální „intermediate frame“ bit a E je speciální „chybový“ bit. {| class="wikitable" |- !J !K !1 !J !K !1 !1 !E |- |1 bit |1 bit |1 bit |1 bit |1 bit |1 bit |1 bit |1 bit |} ; FS (Frame Status) : jednobajtové pole použité pro jednoduché potvrzování zda byl rámec správně rozpoznán a zkopírován cílovou stanicí. {| class="wikitable" |- !A !C !0 !0 !A !C !0 !0 |- |1 bit |1 bit |1 bit |1 bit |1 bit |1 bit |1 bit |1 bit |} '''A''' = 1 , Rámec rozpoznán '''C''' = 1 , Rámec zkopírován ; Abort rámec : Používá vysílající stanice ke zrušení vysílání. <!-- zbývá dodělat ==Active and standby monitors== Every station in a token ring network is either an active monitor (AM) or standby monitor (SM) station. However, there can be only one active monitor on a ring at a time. The active monitor is chosen through an election or ''monitor contention'' process. The monitor contention process is initiated when * a loss of signal on the ring is detected, * an active monitor station is not detected by other stations on the ring, or * when a particular timer on an end station expires such as the case when a station hasn't seen a token frame in the past 7 seconds. The station with the highest [[MAC address]] will win the election process. Every other station becomes a standby monitor. All stations must be capable of becoming an active monitor station if necessary. The active monitor performs a number of ring administration functions. The first function is to operate as the master clock for the ring in order to provide synchronization of the signal for stations on the wire. Another function of the AM is to insert a 24-bit delay into the ring, to ensure that there is always sufficient buffering in the ring for the token to circulate. A third function for the AM is to ensure that exactly one token circulates whenever there is no frame being transmitted, and to detect a broken ring. Lastly, the AM is responsible for removing circulating frames from the ring. ==Token ring insertion process== Token ring stations must go through a 5-phase ring insertion process before being allowed to participate in the ring network. If any of these phases fail, the token ring station will not ''insert'' into the ring and the token ring driver may report an error. * Phase 0 (Lobe Check) — A station first performs a lobe media check. A station is ''wrapped'' at the MSAU and is able to send 2000 test frames down its transmit pair which will loop back to its receive pair. The station checks to ensure it can receive these frames without error. * Phase 1 (Physical Insertion) — A station then sends a 5 volt signal to the MSAU to open the relay. * Phase 2 (Address Verification) — A station then transmits MAC frames with its own MAC address in the destination address field of a token ring frame. When the frame returns and if the address copied , the station must participate in the periodic (every 7 seconds) ring poll process. This is where stations identify themselves on the network as part of the MAC management functions. * Phase 3 (Participation in ring poll) — A station learns the address of its Nearest Active Upstream Neighbour (NAUN) and makes its address known to its nearest downstream neighbour, leading to the creation of the ring map. Station waits until it receives an AMP or SMP frame with the ARI and FCI bits set to 0. When it does, the station flips both bits (ARI and FCI) to 1, if enough resources are available, and queues an SMP frame for transmission. If no such frames are received within 18 seconds, then the station reports a failure to open and de-inserts from the ring. If the station successfully participates in a ring poll, it proceeds into the final phase of insertion, request initialization. * Phase 4 (Request Initialization) — Finally a station sends out a special request to a parameter server to obtain configuration information. This frame is sent to a special functional address, typically a token ring bridge, which may hold timer and ring number information with which to tell the new station about. --> ==Související články== * [[Cambridge Ring]] ==Odkazy== * [http:/earchiv.cz Archiv Jiřího Peterky] ==Odkazy (anglicky)== * ''Network Consultants Handbook'' Matthew Castelli, Cisco Press 2002 ISBN 1-58705-039-0 * ''Networking Explained'' Michael Gallo and William M. Hancock, Digital Press 2001 ISBN 1-55558-252-4 == Externí odkazy== * [http://www.ieee802.org/5/ IEEE 802.5 Webová stránka] * [http://standards.ieee.org/getieee802/802.5.html IEEE 802.5 standard] * [http://www.cisco.com/en/US/products/hw/modules/ps2643/products_tech_note09186a0080093dc2.shtml#"first Troubleshooting Cisco Router Token Ring Interfaces"] * [http://xrint.com/patents/us/4293948 Systém přenosu dat] - United States Patent 4293948 * [http://futureobservatory.dyndns.org/9056.htm#LANs Futureobservatory.org diskuze selhání IBM v prosazení Token ringu] {{Článek z Wikipedie}} [[Kategorie:Počítačové sítě]]

Návrat na stránku „Token ring“.