Маркерний метод доступу мереж Token Ring

У мережах з маркерним методом доступу (а до них, окрім мереж Token Ring, відносяться мережі FDDI, а також мережі, близькі до стандарту 802.4, - ArcNet, мережі виробничого призначення MAP) право на доступ до середовища передається циклічно від станції до станції по логічному кільцю.

У мережі Token Ring кільце утворюється відрізками кабелю, що сполучають сусідні станції. Таким чином, кожна станція пов'язана з своєю передуючою і подальшої станціями і може безпосередньо обмінюватися даними тільки з ними. Для забезпечення доступу станцій до фізичного середовища по кільцю циркулює кадр спеціального формату і призначення - маркер. У мережі Token Ring будь-яка станція завжди безпосередньо одержує дані тільки від однієї станції - тієї, яка є попередньою в кільці. Така станція називається найближчим активним сусідом, розташованим вище по потоку (даних) - Nearest Active Upstream Neighbor, NAUN Передачу ж даних станція завжди здійснює своєму найближчому сусіду вниз по потоку даних.

Одержавши маркер, станція аналізує його і за відсутності у неї даних для передачі забезпечує його просування до наступної станції. Станція, яка має дані для передачі, при отриманні маркера вилучає його з кільця, що дає їй право доступу до фізичного середовища для передачі своїх даних. Потім ця станція видає в кільце кадр даних встановленого формату послідовно по бітах. Передані дані проходять по кільцю завжди в одному напрямі від однієї станції до іншої. Кадр забезпечений адресою призначення і адресою джерела.

Всі станції кільця ретранслюють кадр побітно, як повторювачі. Якщо кадр проходить через станцію призначення, то, розпізнавши свою адресу, ця станція копіює кадр в свій внутрішній буфер і вставляє в кадр ознаку підтвердження прийому. Станція, що видала кадр даних в кільце, при зворотному його отриманні з підтвердженням прийому вилучає цей кадр з кільця і передає в мережу новий маркер, даючи іншим станціям мережі можливість передавати дані. Такий алгоритм доступу застосовується в мережах Token Ring із швидкістю роботи 4 Мбит/с, описаних в стандарті 802.5.

На рис. 8 описаний алгоритм доступу до середовища ілюструється часовою діаграмою. Тут показана передача пакету А в кільці, що складається із 6 станцій, від станції 1 до станції 3. Після проходження станції призначення 3 в пакеті А встановлюються дві ознаки - ознака розпізнавання адреси і ознака копіювання пакету в буфер (що на малюнку відмічене зірочкою усередині пакету). Після повернення пакету в станцію 1 відправник розпізнає свій пакет за адресою джерела і видаляє пакет з кільця. Встановлені станцією 3 ознаки говорять станції-відправнику про те, що пакет дійшов до адресата і був успішно скопійований їм в свій буфер.

Час володіння середовищем, що розділяється, в мережі Token Ring обмежується часом утримання маркера {token holding time), після закінчення якого станція зобов'язана припинити передачу власних даних (поточний кадр дозволяється завершити) і передати маркер далі по кільцю. Станція може встигнути передати за час утримання маркера один або декілька кадрів залежно від розміру кадрів і величини часу утримання маркера. Звичайно час утримання маркера за умовчанням рівний 10 мс, а максимальний розмір кадру в стандарті 802.5 не визначений. Для мереж 4 Мбит/с він звичайно рівний 4 Кбайт, а для мереж 16 Мбит/с - 16 Кбайт. Це пов'язано з тим, що за час утримання маркера станція повинна встигнути передати хоча б один кадр. При швидкості 4 Мбит/с за час 10 мс можна передати 5000 байт, а при швидкості 16 Мбит/с - 20 000 байт. Максимальні розміри кадру вибрані з деяким запасом.

Рис. 8. Принцип маркерного методу доступу

У мережах Token Ring 16 Мбит/с використовується також декілька інший алгоритм доступу до кільця, званий алгоритмом раннього звільнення маркера {Early Token Release). Відповідно до нього станція передає маркер доступу наступної станції зразу ж після закінчення передачі останнього біта кадру, не чекаючи повернення по кільцю цього кадру з бітом підтвердження прийому. В цьому випадку пропускна спроможність кільця використовується ефективніше, оскільки по кільцю одночасно просуваються кадри декількох станцій. Проте свої кадри в кожен момент часу може генерувати тільки одна станція - та, яка в даний момент володіє маркером доступу. Решта станцій в цей час тільки повторює чужі кадри, так що принцип розділення кільця в часі зберігається, швидшає тільки процедура передачі володіння кільцем.

Для різних видів повідомлень, передаваним кадрам, можуть призначатися різні пріоритети: від 0 (нижчий) до 7 (вищий). Рішення про пріоритет конкретного кадру ухвалює передаюча станція (протокол Token Ring одержує цей параметр через міжрівневі інтерфейси від протоколів верхнього рівня, наприклад прикладного). Маркер також завжди має деякий рівень поточного пріоритету. Станція має право захопити переданий їй маркер тільки в тому випадку, якщо пріоритет кадру, який вона хоче передати, вищий (або рівний) за пріоритет маркера. Інакше станція зобов'язана передати маркер наступній по кільцю станції.

За наявність в мережі маркера, причому єдиної його копії, відповідає активний монітор. Якщо активний монітор не одержує маркер протягом довгого часу (наприклад, 2,6 c), то він породжує новий маркер.