21 Сети Token Ring: физический уровень, метод доступа к среде Token Passing.

Сеть Token-Ring (маркерное кольцо) была предложена компанией IBM в 1985 году. Она предназначалась для объединения в сеть всех типов компьютеров, выпускаемых IBM. Параметры базовых вариантов стандартных сетей: стандарт – IEEE 802.5; топология – кольцо; скорость передачи – 4 и 16 Мбит/с; максимальная длина сети – 120 м; среда передачи – витая пара; максимальное количество абонентов – до 260; метод доступа – маркер; код – бифазный. В сети Token-Ring используется классический маркерный метод доступа, то есть по кольцу постоянно циркулирует маркер, к которому абоненты могут присоединять свои пакеты данных. Отсюда следует такое важное достоинство данной сети, как отсутствие конфликтов, но есть и недостатки, в частности необходимость контроля целостности маркера и зависимость функционирования сети от каждого абонента (в случае неисправности абонент обязательно должен быть исключен из кольца).

Сеть имеет топологию кольцо, хотя внешне она больше напоминает звезду. Это связано с тем, что отдельные абоненты (компьютеры) присоединяются к сети не напрямую, а через специальные концентраторы (MAU). Физически сеть образует звездно-кольцевую топологию (рис. 1). В действительности же абоненты объединяются все-таки в кольцо, то есть каждый из них передает информацию одному соседнему абоненту, а принимает информацию от другого.

Рис. 1. Звездно-кольцевая топология сети Token-Ring

Концентратор (MAU) при этом позволяет централизовать задание конфигурации, отключение неисправных абонентов, контроль работы сети и т.д. Никакой обработки информации он не производит. Он может быть активным (восстанавливает сигнал выходящий от абонента) и пассивным (не выполняет восстановления сигнала, только перекоммутирует линии связи ). Каждый абонент сети (его сетевой адаптер) должен выполнять следующие функции: выявление ошибок передачи; контроль конфигурации сети (восстановление сети при выходе из строя того абонента, который предшествует ему в кольце); контроль многочисленных временных соотношений, принятых в сети. Для контроля целостности маркера в сети используется один из абонентов (так называемый активный монитор). Активный монитор выполняет следующие функции: запускает в кольцо маркер в начале работы и при его исчезновении; регулярно (раз в 7 с) сообщает о своем присутствии специальным управляющим пакетом; удаляет из кольца пакет, который не был удален пославшим его абонентом; следит за допустимым временем передачи пакета.

Рисунок 2 Формат пакета

22 Другие сетевые архитектуры: Apple Talk. Метод доступа к среде: csma/ca.

AppleTalk — это иерархически организованный набор сетевых протоколов, достаточный для организации взаимодействия узлов в сети, разработанных Apple Computer для компьютерной сети. Apple Talk была разработана как система распределенной сети клиент - сервер. Другими словами, пользователи совместно пользуются сетевыми ресурсами (такими, как файлы и принтеры). Компьютеры, обеспечивающие эти ресурсы, называются служебными устройствами; компьютеры, использующие сетевые ресурсы служебных устройств, называются клиентами. Компьютер определяет местоположение запрашиваемого материала и обращается к нему без получения дальнейшей информации от пользователя. В дополнение к простоте использования, распределенные системы также имеют экономические преимущества по сравнению с системами, где все равны, т.к.важные материалы могут быть помещены в нескольких, а не во многих местоположениях. 5 протоколов сеансового уровня: 1) протокол потока данных ( позволяет управлять соединением, обеспечивая контроль потока данных, переупорядочение пакетов и рассылку подтверждений о приёме пакетов); 2) сеансовый протокол (обеспечивает надёжную доставку данных, используя для этого ориентированное на корректность принятых последовательностей управление сеансом и предоставляет доступ к транспортным услугам протокола транспортного уровня); 3) протокол маршрутизации с обновлением среды ( используется в больших сетях и применяется в основном для маршрутизации и поддержки обмена информацией между маршрутизирующими устройствами ); 4) протокол доступа к принтеру (разработан для управления доступом к сетевым принтерам); 5) протокол зонной информации (предоставляет механизм логического группирования отдельных сетевых устройств с помощью «дружественных» имён. Такие логические группы называются зонами (zones). Пять протоколов сеансового уровня AppleTalk предоставляют клиентам возможность устанавливать логическое соединение и обмениваться данными между компьютерами вне зависимости от расстояния между ними. Транспортный уровень (для преобразования названия зон в номера сетей и узлов использует протокол связывания имён, принадлежащий транспортному уровню).

Метод доступа к среде: CSMA/CA. Это множественный доступ с контролем и обнаружением коллизий. Это метод относится к децентрализованным случайным методам, он используется как в обычных сетях типа Ethernet, так и высокоскоростных сетях Fast Ethernet. Алгоритм доступа к сети, в соответствие с этим методом, для одного абонента, имеющего данные для передачи. В начале из кадра предназначенного для передачи абонент формирует пакет, если после подготовки пакета сеть свободна, то абонент имеет право начать передачу, но в первую очередь он должен проверить прошло ли минимально допустимое время после предыдущей передачи. Только после окончания времени абонент может начать передачу битов своего пакета. После передачи каждого бита абонент проверяет наличие конфликта в сети. Если конфликта нет передача битов продолжается до окончания пакета. Если после передачи какого-то бита обнаружена коллизия, то передача прекращается. Абонент усиливает коллизию, передавая 32 битный сигнал «пробка» и абонент начинает готовиться к следующей попытки передачи. Сигнал «пробка» гарантирует, что факт наличия коллизий обнаружат все абоненты, участвующие в конфликте. После передачи сигнала «пробка» абонент увеличивает значение счетчика числа попыток. Максимальное число попыток должно быть не больше 16. Если счетчик попыток переполнен, то попытки передать пакет прекращаются. Считается, что в этом случае сеть перегружена, эта ситуация аварийная. Если в момент возникновения заявки на передачу сеть занята другими абонентами ведущими передачу, то данный абонент ждет освобождения сети. После освобождения сети он должен выждать некоторое время до начала собственной передачи. Таким образом получается, что метод CSMA/CA не только не предотвращает коллизии, а наоборот он их предполагает и даже провоцирует, а затем разрешает. Коллизии могут и должны обнаруживаться до окончания передачи. Практически коллизии обнаруживаются либо самими абонентами, либо повторителями в сети. Первым признаком возникновения коллизий является факт получение сигнала «пробка», другие признаки связаны с неверным форматом пакетов (длина пакета меньше 64 байт, не кратна 8). Даже при загруженной сети для одного число подряд идущих коллизий обычно не больше 3. Число коллизии тем больше, чем больше размер сегмента и чем дальше расположены друг от друга абоненты.