Тема 5. Технологии локальных сетей Token Ring и FDDI

Технология Token Ring (802.5)

Сети Token Ring, так же как и сети Ethernet, характеризует разделяемая среда передачи данных, которая в данном случае состоит из отрезков кабеля, соединяющих все станции сети в кольцо. Кольцо рассматривается как общий разделяемый ресурс, и для доступа к нему требуется не случайный алгоритм, как в сетях Ethernet, а детерминированный, основанный на передаче станциям права на использование кольца в определенном порядке. Это право передается с помощью кадра специального формата, называемого маркером или токеном (token).

5.1.1 Маркерный метод доступа к разделяемой среде

В сетях с маркерным методом доступа (а к ним, кроме сетей Token Ring, относятся сети FDDI, а также сети, близкие к стандарту 802.4, - ArcNet, сети производственного назначения МАР) право на доступ к среде передается

циклически от станции к станции по логическому кольцу.

Рисунок 5.1 - Принцип маркерного доступа

На рисунке 5.1 показана передача пакета А в кольце, состоящем из 6 станций, от станции 1 к станции 3. После прохождения станции назначения 3 в пакете А устанавливаются два признака — признак распознавания адреса и признак копирования пакета в буфер (что отмечено звездочкой внутри пакета). После возвращения пакета в станцию 1 отправитель распознает свой пакет по адресу источника и удаляет пакет из кольца. Установленные станцией 3 признаки говорят станции-отправителю о том, что пакет дошел до адресата и был успешно скопирован им в свой буфер.

Время

5.1.2 Форматы кадров Token Ring

В Token Ring существуют три различных формата кадров:

- маркер;

- кадр данных;

- прерывающая последовательность.

Маркер

Кадр маркера состоит из трех полей, каждое длиной в один байт.

АС

Рисунок 5.2 - Формат кадра маркера

Кадр данных и прерывающая последовательность Кадр данных включает те же три поля, что и маркер, и имеет кроме них еще несколько дополнительных полей (см. рисунок 5.3).

INFO

FCS

Рисунок 5.3 - Формат кадра данных 5.1.3

5.1.3 Физический уровень технологии Token Ring

Стандарт Token Ring фирмы IBM изначально предусматривал построение связей в сети с помощью концентраторов, называемых MSAU (Multi-Station Access Unit), то есть устройствами многостанционного доступа (см. рисунок 5.4). Сеть Token Ring может включать до 260 узлов.

Рисунок 5.4 - Физическая конфигурация мети Token Ring

Технология FDDI

Технология FDDI.

5.2.1 Основные характеристики технологии

Технология FDDI во многом основывается на технологии Token Ring, развивая и совершенствуя ее основные идеи.

Сеть FDDI строится на основе двух оптоволоконных колец.

В случае какого-либо вида отказа, когда часть первичного кольца не может передавать данные (например, обрыв кабеля или отказ узла), первичное кольцо объединяется со вторичным (рисунок.5.5), вновь образуя единое кольцо. Этот режим работы сети называется Wrap, то есть «свертывание» или «сворачивание» колец.

Первичное кольцо

Рисунок 5.5 - реконфигурация сети FDDI при отказе

Адреса уровня MAC имеют стандартный для технологий IEEE 802 формат. Формат кадра FDDI близок к формату кадра Token Ring, основные отличия заключаются в отсутствии полей приоритетов. На рисунке 5.6 приведено соответствие структуры протоколов технологии FDDI семиуровневой модели OSI. FDDI определяет протокол физического уровня и протокол подуровня доступа к среде (MAC) канального уровня. Как и во многих других технологиях локальных сетей, в технологии FDDI используется протокол подуровня управления каналом данных LLC, определенный в стандарте IEEE 802.2.

Рисунок 5.6 - Структура протоколов технологии FDDI

5.2.2. Особенности метода доступа FDDI

Для передачи синхронных кадров станция всегда имеет право захватить маркер при его поступлении. При этом время удержания маркера имеет заранее заданную фиксированную величину.

5.2.3 Отказоустойчивость технологии FDDI

Для обеспечения отказоустойчивости в стандарте FDDI предусмотрено создание двух оптоволоконных колец - первичного и вторичного. В стандарте FDDI допускаются два вида подсоединения станций к сети. Одновременное подключение к первичному и вторичному кольцам называется двойным подключением - Dual Attachment, DA. Подключение только к первичному кольцу называется одиночным подключением — Single Attachment, SA.

В стандарте FDDI предусмотрено наличие в сети конечных узлов -.станций (Station), а также концентраторов (Concentrator). Соответственно такие устройства имеют соответствующие названия: SAS (Single Attachment Station), DAS (Dual Attachment Station), SAC (Single Attachment Concentrator) и DAC (Dual Attachment Concentrator). Обычно концентраторы имеют двойное подключение, а станции - одинарное (см. рисунок 5.7).

Рисунок 5.7 Подключение узлов к кольцам FDDI

В случае однократного обрыва кабеля между устройствами с двойным подключением сеть FDDI сможет продолжить нормальную работу за счет автоматической реконфигурации внутренних путей передачи кадров между портами концентратора (см. рисунок 5.8).

Рисунок 5.8 - Реконфигурация сети FDDI при обрыве провода

Двукратный обрыв кабеля.

5.2.3 Физический уровень технологии FDDI

В технологии FDDI для передачи световых сигналов по оптическим волокнам реализовано логическое кодирование 4В/5В в сочетании с физическим кодированием NRZI. Эта схема приводит к передаче по линии связи сигналов с тактовой частотой 125 МГц.