Аппаратура сети Token Ring фирмы IBM

Сеть предложена фирмой IBM в 1985 году. Поддерживается международным стандартом IEEE 802.5.

При разработке сети ставилась как основная цель — объединение всех компьютеров, выпускаемых фирмой IBM (от ПК до Мейнфреймов).

Топология сети – «кольцо» (см. рис.1.33.). Отдельные абоненты подключены к кольцу не прямо, а через специальные концентраторы MAU (Multistation Access Unit) (многостанционные устройства доступа). В действительности же каждый абонент связан с помощью MAU в кольцо. Поэтому физически сеть имеет звездно-кольцевую топологию.

В сети может использоваться и единственный концентратор MAU. Тогда с его помощью в кольцо объединяются только абоненты, подключенные к нему (рис.1.34.)

Кабели, соединяющие концентраторы, содержат две разнонаправленные линии. Это позволяет использовать такие соединения, как показано на рисунке 1.35.

Рис.1.33.

Концентратор предназначен для подключения 8 абонентов и содержит два крайних разъема для соединения с другим концентратором.

Рис1.34.

Рис.1.35

В качестве среды передачи первоначально использовалась витая пара, затем появились варианты аппаратуры для коаксиального кабеля, а также для оптоволоконного кабеля в стандарте FDDI. Витая пара может быть типа UTP (неэкранированная) или STP (экранированная).

Характеристики сети:

¨ Максимальное число концентраторов — 12;

¨ Максимальное число абонентов — 96;

¨ Максимальная длина кабеля между абонентом и концентратором — 45 м.;

¨ Максимальная длина кабеля между концентраторами — 45 м.;

¨ Скорость передачи 4 Мбит/с или 16 Мбит/с.

Если применяется STP-кабель (экранированный), то количество абонентов может быть увеличено до 260, а длина кабеля – до 100 м (вместо 45).

В отличие от сети Ethernet эта сеть хорошо держит высокую нагрузку (выше 30%) и обеспечивает гарантированное время доступа. Скорость в данной сети может быть выше, чем в стандартной ЛВС Ethernet.

В Token Ring используется классический маркерный метод доступа. К постоянно циркулирующему по кольцу маркеру абоненты могут присоединять свои пакеты данных.

Достоинство сети — отсутствие конфликтов.

За сохранностью маркера следит один из абонентов – активный монитор. При выходе его из строя с помощью специального механизма назначается другой активный монитор (из оставшихся абонентов).

Структура маркера в сети приведена на рисунке 1.36. Он содержит три байта:

Рис.1.36.

Ø SD – Start Delimiter (байт начального разделителя);

Ø AS – Access Control (байт управления доступом);

Ø ED – End Delimiter (байт конечного разделителя).

Начальный и конечный разделители содержат в себе импульсы специального вида, для того чтобы их нельзя было спутать ни с какими другими байтами пакета. На рисунке 1.37. приведен формат байта управления доступом. Он содержит следующие поля:

§ Три бита приоритета, позволяющие абоненту присвоить приоритет своим пакетам (от 0 до 7).Здесь 7 – высший приоритет.
Абонент имеет право присоединить к маркеру свой пакет только тогда, когда его собственный приоритет такой же или выше, чем приоритет маркера.

Рис.1.37.

§ Бит маркера определяет, присоединен ли к маркеру пакет (единица соответствует маркеру без пакета).

§ Бит монитора устанавливается в единицу активным монитором.

§ Биты резервирования позволяют абоненту зарезервировать свое право на дальнейший захват сети, т.е. занять очередь на обслуживание. Если приоритет абонента выше, чем текущее значение поля резервирования, он может записать туда свой приоритет вместо прежнего.

На рисунке 1.38. приведен формат пакета для данной сети. При скорости передачи 16 Мбит/с длина поля данных может составлять до 18 Кбайт. Даже при скорости 4 Мбит/с сеть Token Ring часто обеспечивает большую фактическую скорость передачи, чем более скоростная Ethernet (10 Мбит/с), особенно при больших загрузках( 30%).

Рис.1.38.

Это связано с тем, что при высоких загрузках сказывается несовершенство метода CSMA/CD, который тратит много времени на разрешение конфликтов.

Аппаратура сети Arcnet

Разработана фирмой Datapoint Corp. в 1977 году. Именно она считается родоначальницей маркерного метода доступа.

Недостаток сети — это низкая (2, 5 Мбит/с) скорость передачи.

В качестве топологии применяется «шина» и «пассивная звезда». Оборудование для «шины» практически ничем не отличается от применяемого в сети Ethernet на тонком коаксиальном кабеле (10BASE 2). Отличие — кабель и терминаторы с сопротивлением 93 ома.

На рисунках 1.39. и 1.40. показаны примеры топологии данной сети типа «шина» и «пассивная звезда».

Рис.1.39.

В топологии «звезда» используются концентраторы двух типов:

¨ Активные, которые ретранслируют принимаемые сигналы перед их передачей другим абонентам;

¨ Пассивные — без ретрансляции.

Концентраторы выпускаются на 4, 8, 16 и 32 канала.

Основные характеристики сети:

¨ Среда передачи – коаксиальный кабель;

¨ Максимальная длина сети – 6 км.;

¨ Максимальная длина кабеля от абонента до пассивного концентратора – 30 м.;

¨ Максимальная длина кабеля от абонента да активного концентратора – 600 м.;

¨ Максимальное количество абонентов в сети – 255;

¨ Максимальное количество абонентов в сегменте – 8;

¨ Максимальная длина сегмента – 300 м.

Рис.1.40.

В сети Arcnet применяется маркерный метод доступа, отличный от используемого в Token Ring. Последовательность действий следующая:

1) Абонент, желающий передать, ждет прихода маркера.

2) Получив маркер, он посылает запрос на передачу приемнику информации (т.е. запрашивает, готов ли приемник принять пакет).

3) Приемник посылает ответ (подтверждение готовности).

4) Получив это подтверждение, передатчик посылает свой пакет.

5) Получив пакет, приемник посылает подтверждение его приема.

6) Передатчик, получив это подтверждение, посылает маркер следующему абоненту.

Таким образом здесь маркер передается по логическому «кольцу», хотя фактически топология сети шинная.

Размер пакета в этой сети – 0, 5 Кбайт.

Используются 8-битовые адреса приемника и передатчика, а также 16-битная циклическая контрольная сумма.

Аппаратура сети FDDI

Стандарт этой сети, предложенный ANSI (Американский институт стандартов) был изначально ориентирован на скорость 100 Мбит/с и применение оптоволокна с длиной волны 850 нм.

За основу стандарта FDDI взят маркерный метод доступа IEEE 802.5 сети Token Ring. Есть только небольшие отличия, цель которых обеспечить высокую скорость передачи на большие расстояния. Использование оптоволокна дает такие преимущества как:

§ высокие помехозащищенность и секретность передачи;

§ прекрасную гальваническую развязку.

Топология сети — «кольцо», причем применяются две разновидности оптоволоконного кабеля. Оптоволокно позволяет выполнять полнодуплексную передачу со скоростью в 200 Мбит/с (каждый из двух каналов работает на скорости 100 Мбит/с).

Характеристики сети следующие:

q Максимальное количество абонентов — 100;

q Максимальная протяженность кольца сети — 20 км.;

q Максимальное расстояние между абонентами — 2 км.;

q Метод доступа — маркерный.

Маркерный метод доступа обеспечивает (в отличие от CSMA/CD) гарантированное время доступа и отсутствие конфликтов.

Ограничение в 20 км связано не с затуханием сигнала, а с необходимостью ограничения времени полного прохождения сигналов по кольцу для обеспечения предельно допустимого времени доступа.

Максимальное же расстояние в 2 км между абонентами определяется как раз затуханием сигналов в кабеле.

Для передачи применяется специально разработанный для этого стандарта код 4В/5В, обеспечивающий скорость 100 Мбит/с при пропускной способности кабеля – 125 Мбод.

Структура системы показана на рисунке 1.41.

Рис.1.41.

Здесь могут применяться два класса адаптеров:

¨ Адаптеры класса А могут подключаться и к внешнему и к внутреннему кольцам сети. При этом обеспечивается скорость обмена до 200 Мбит/с или возможность резервирования.

¨ Адаптеры класса В подключаются только к внешнему кольцу.

Кроме абонентов (с адаптерами) в сети могут использоваться связные концентраторы (wiring concentrators). Их включение в топологию позволяет собрать в одно место все точки подключения с целью контроля за работой сети, диагностики неисправностей, упрощения реконфигурации.

Маркерный метод доступа в этой сети несколько отличается от используемого в Token Ring. Здесь применяется множественная передача маркера. В Token Ring свободный маркер передается абонентом только после возвращения к нему пакета. В FDDI новый маркер посылается сразу вслед за завершением передачи пакета. Последовательность действий следующая:

1) Абонент, желающий передать, ждет маркер, который идет вслед за каждым пакетом.

2) Когда маркер пришел, абонент удаляет его из сети и передает свой пакет.

3) Сразу после передачи пакета абонент посылает новый маркер.

Используется следующий гибкий механизм реакции на загрузку сети.

¨ Абонент ведет отсчет времени обращения по сети маркера, сравнивая реальное время обращения (TRT) с заранее установленным контрольным временем его прибытия (PTT).

¨ Если маркер возвращается раньше, чем истечет PTT — абонент может передавать информацию.

¨ Если же значение TRT оказывается больше, чем PTT — это означает, что сеть сильно загружена и абонент может передавать только самую необходимую информацию.

Величины контрольного времени PTT могут устанавливаться различными для разных абонентов. Такой механизм позволяет поддерживать загрузку сети на оптимальном уровне. В стандарте FDDI, в отличие от Token Ring, не предусмотрена возможность установки приоритетов и резервирования. Вместо этого все абоненты разделяются на две группы:

· Асинхронные абоненты, для которых время доступа к сети не слишком критично;

· Синхронные абоненты, для которых время доступа жестко ограничено.

В стандарте предусмотрен специальный алгоритм обслуживания для каждой из групп.

На рисунках 1.42. и 1.43. показаны форматы маркера и пакета сети FDDI.

Рис.1.42.

В сети могут применяться как 16-разрядные, так и 48-разрядные сетевые адреса (режим задается специальным битом в поле управления). Размер поля данных может быть переменным, но суммарная длина пакета не должна превышать 4500 байт. Поле преамбулы служит для начальной синхронизации пакета.

Рис.1.43.

⇐ Предыдущая 1 234 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒