Symbolische ring

Token ring netwerk.

IBM 8228 MAU.

IBM hermafrodiete connector met borgclip.

Token Ring is een netwerkarchitectuur die in de jaren zeventig door IBM is ontwikkeld met een logische ringtopologie en token-passing-toegangstechniek, waarbij gebruik wordt gemaakt van een frame van 3 bytes dat een token wordt genoemd en dat rond de ring reist. Token Ring is gedefinieerd in de IEEE 802.5-standaard. In onbruik vanwege de popularisering van Ethernet ; Het wordt momenteel niet gebruikt in netwerkontwerpen.

De IEEE 802.5 standaard

De IEEE 802.5 is een standaard van het Institute of Electrical and Electronics Engineers ( IEEE ), en definieert een LAN Local Area Network in ringconfiguratie (Ring), met een token-passing-methode als mediatoegangscontrole. De snelheid van de standaard is 4 of 16 Mb/s wanneer deze wordt geïmplementeerd op koperdraadkabels, er zijn implementaties met hogere snelheid zowel op CDDI- koperdraden als op FDDI -glasvezel die 100 Mbps en 200 km lengte bereiken.

Het ontwerp van een Token Ring-netwerk werd in 1969 toegeschreven aan EE Newhall . IBM publiceerde zijn Token Ring-topologie voor het eerst in maart 1982 , toen IBM de documenten voor IEEE Project 802 indiende . IBM kondigde in 1984 een Token Ring-product aan en in 1985 werd het een ANSI/IEEE-standaard.

Het is bijna identiek aan en volledig compatibel met IBM's Token Ring-netwerk. In feite is de IEEE 802.5-specificatie gemodelleerd naar deze Token Ring, en gaat verder in zijn schaduw. Bovendien specificeert IBM's Token Ring een ster, waarbij alle eindstations zijn aangesloten op een apparaat dat een multi-station access unit ( MSAU ) wordt genoemd. Daarentegen specificeert IEEE 802.5 geen topologie, hoewel vrijwel alle IEEE 802.5-implementaties gebaseerd zijn op een ster, noch specificeert het een mediatype, terwijl IBM's Token Ring-netwerken de grootte van het informatieveld van routering gebruiken.

IEEE 802.5 ondersteunt twee basisframetypen: tokens en opdracht- en dataframes. De getuige is een plot dat door de ring circuleert in zijn enige circulatierichting. Wanneer een station wil zenden en het token gaat er doorheen, dan neemt het het. Deze kan slechts een bepaalde tijd (10 ms) in uw bezit blijven. Ze zijn 3 bytes lang en bestaan ​​uit een startscheidingsteken, een toegangscontrolebyte en een eindscheidingsteken . Wat betreft de commando- en dataframes, deze kunnen in grootte variëren, afhankelijk van de grootte van het informatieveld. Dataframes bevatten informatie voor belangrijke protocollen, terwijl opdrachtframes besturingsinformatie bevatten.

Token ring topologie

De token ring-topologie bestaat uit Multistation Access Units (MAU's) waarmee computers in een sterpatroon kunnen worden aangesloten. De distributeur is een knooppunt dat is verbonden met alle netwerkdeelnemers. Er is geen directe verbinding tussen de computers.

Vergelijking met Ethernet

Er zijn een aantal opmerkelijke verschillen tussen Token Ring en Ethernet:

• Token Ring-toegang is meer deterministisch in vergelijking met op CSMA/CD gebaseerde Ethernet- verbindingen
• Ethernet ondersteunt directe verbindingen tussen twee netwerkkaarten door gebruik te maken van een crossover-kabel of door autosensing, indien toegestaan. Hoewel Token Ring dergelijk gebruik niet ondersteunt. ]
• Token Ring elimineert botsingen door een eenmalige token te gebruiken en gaat voor vroege vrijgave om downtime te verminderen. Ethernet vermindert botsingen door meervoudige toegang via dragerdetectie en door het gebruik van een slimme schakelaar . Primitieve Ethernet-apparaten zoals hubs kunnen botsingen veroorzaken als gevolg van blinde herhaling van verkeer. ]
• Token Ring-netwerkkaarten zijn in staat om automatisch snelheid en routering te detecteren en kunnen door meerdere multi-station access units (MAU's) rijden die zonder stroom werken (de meeste MAU's werken op deze manier en hebben slechts één voeding nodig). LED's ). Ethernet-netwerkinterfacekaarten kunnen in theorie tot op zekere hoogte in een passieve hub werken, maar niet als een groot LAN, en het probleem van botsingen is er nog steeds. ]
• Token Ring maakt gebruik van "toegangsprioriteit" waarbij bepaalde knooppunten voorrang kunnen krijgen op het token. Een niet-geschakeld Ethernet-netwerk heeft geen voorziening voor een toegangsprioriteitsysteem, aangezien alle knooppunten hetzelfde gedrag vertonen tijdens het verkeer.
• Meerdere identieke MAC-adressen worden ondersteund door Token Ring (een functie die wordt gebruikt door S/390 -mainframes ). Een geschakeld Ethernet-netwerk kan geen dubbele MAC-adressen ondersteunen zonder fouten te veroorzaken. ]
• Token Ring is complexer dan Ethernet en vereist een gespecialiseerde processor en MAC/LLC-gelicentieerde firmware voor elke interface. Ethernet bevat daarentegen zowel de (eenvoudigere) firmware als de goedkoopste licentie op de MAC-chip. De kosten van een Token Ring-interface met de Texas Instruments TMS380C16 MAC en PHY zijn ongeveer drie keer zo hoog als die van een Ethernet-interface met de Intel 82586 MAC en PHY.
• Aanvankelijk gebruikten beide netwerken dure kabels, maar toen Ethernet eenmaal gestandaardiseerd was voor unshielded twisted pair met 10BASE-T ( Cat 3 ) en 100BASE-TX ( Cat 5 (e)), had het een duidelijk voordeel en nam de verkoop aanzienlijk toe.
• Nog belangrijker bij het vergelijken van de totale systeemkosten waren de veel hogere kosten van routerpoorten en NIC's voor Token Ring versus Ethernet. Het verschijnen van Ethernet-switches was de laatste druppel voor de evolutie van het systeem.

IBM 100 Mb/s Token Ring Management Adapter met Wake on LAN. Zowel UTP (RJ45) als STP (IBM Data Connector) interfaces zijn aanwezig.

Token Ring Network Interface Cards (NIC's) met verschillende interfaces van: ISA, PCI en MicroChannel

Madge 4/16Mbit/s TokenRing ISA NIC

Belangrijkste kenmerken

• Het maakt gebruik van een logische ringtopologie, hoewel door middel van een toegangseenheid voor meerdere stations ( MSAU of MAU ), het netwerk kan worden gezien als een ster. Het heeft een fysieke stertopologie en een logische ringtopologie.
• Het maakt gebruik van een speciale afgeschermde kabel, hoewel de bedrading ook getwist kan worden.
• De totale lengte van het net mag niet meer dan 366 meter bedragen.
• De afstand tussen een computer en de MAU mag niet groter zijn dan 100 meter (vanwege signaaldegradatie na deze afstand op een twisted pair-kabel).
• Op elke MAU kunnen acht computers worden aangesloten.
• Deze netwerken halen een maximale transmissiesnelheid die varieert tussen 4 en 16 Mb/s.
• Later verhoogde High Speed ​​Token Ring (HSTR) de snelheid naar 110 Mb/s maar de meeste netwerken ondersteunen dit niet.

MAC in Token Ring

• Frame-formaat:

1 byte	1 byte	1 byte	6 bytes	6 bytes	>= 0	4 bytes	1 byte	1 byte
SD	AC	HR	bestemmingsadres	Herkomst adres:	Informatie	FCS	DE	FS

• Getuige formaat:

SD

AC

DE

• SD/ED (begin/eindaanduiding): begin/eindaanduiding; HH- of LL-codering (niet geldig in Differential Manchester).
• AC: Toegangscontrole.

PPP

T

M

RRR

• PPP: prioriteit.
• T: getuige (Ja/Nee).
• M: toezicht.
• RRR: reservering met voorrang.

• FC: framebesturing (type)

• Gegevens ( LLC-PDU ).
• Controle (onderhoud en werking van het netwerk).

• FCS: CRC voor fouten.
• FS: frametrap; Het wordt gebruikt voor MAC-bevestiging.

EEN

C

rr

EEN

C

rr

• A: Het is gepasseerd door de bestemming.
• C: de ontvanger heeft het gelezen.

Bediening

• Het idee is om het token actief rond de ring te laten circuleren, zodat elk station dat wil zenden dit kan doen wanneer het er doorheen gaat. Op dit punt controleert het ontvangende station het prioriteitsveld van het token, als de gegevens die het wil verzenden een hogere of gelijke prioriteit hebben, dan behoudt het het token voor de maximale bezitstijd minus 10 ms of totdat het geen gegevens meer heeft om te verzenden. verzenden (wat het eerst komt) en begint de verzending. Terwijl de frames door de ring gaan, controleert elk station of het bestemmingsadres overeenkomt met het zijne, zo niet, dan negeert het het gewoon. Anders zal het ontvangende station het frame kopiëren (dit melden door de kopieerbit op 1) te zetten en afhankelijk van het resultaat van de bewerking zal ook bit A worden ingeschakeld; vervolgens laat het het frame rond de ring circuleren, zodat het wordt teruggetrokken wanneer het de afzender bereikt. Ten slotte moet de afzender een nieuw token in de ring injecteren, met prioriteit X (waarbij X de prioriteit is die eerder op het token was gemarkeerd voordat ons station het vasthield om de verzending te starten), het doel hiervan is dat de stations met gegevens waarvan prioriteit is lager geen honger lijden en kan zenden.

Tips:

• Hosts met prioriteitsgegevens P (acht niveaus).
• Vangst van het token: maakt gebruik van SD van het token en introduceert zijn frame alleen als de prioriteit van het token kleiner is dan of gelijk is aan die van de gegevens die moeten worden verzonden.

Functionaliteit

Toegangsmethode

Het staat bekend als het doorgeven van tokens of het doorgeven van getuigen en het houdt in dat een enkel station op een bepaald moment kan verzenden en het is precies degene die het token op dat moment bezit, dit is verantwoordelijk voor het toewijzen van de machtigingen om de gegevens te verzenden.

Verzendmodus

transmissie technieken; Basisband, directionele Manchester-code, deze bestaat uit een bit met een waarde van 1 die de afwezigheid van transmissie aan het begin van het interval aangeeft, en een bit met een waarde van nul die de aanwezigheid van een overgang aangeeft, er is een overgang in het midden van het interval.

Basisband

Het signaal wordt direct in digitale vorm verzonden zonder modulatie, dus het neemt de bandbreedte van het transmissiemedium in beslag, alleen hoge of lage spanningsniveaus gaan door de communicatielijn.

Onderhouds-/bewakingsfuncties

• Toezichthouder:

• Bewaak het netwerk.
• Het stuurt periodiek een AMP (active monitor present) type control frame.
• Controleer de aanwezigheid van de getuige:

• Als het het na een bepaalde tijd niet vindt, brengt het het weer in omloop.

• Let erop dat de lengte van het token groter is dan of gelijk is aan 24 bits (een volledig token), en voeg indien nodig meer toe.
• Het let op de aanwezigheid van verweesde frames en verwijdert deze:

• Het activeert het M-bit van het frame wanneer het er doorheen gaat (supervisorstation), als het frame voor de tweede keer wordt ontvangen met het M-bit aan, wordt het weggegooid.

• Het let op de aanwezigheid van verminkte frames en verwijdert deze.

Prioriteiten

• Boeking:

• Over het RR-veld van een dataframe.
• Degene die verantwoordelijk is voor het verwijderen van het frame brengt de token in omloop met dat prioriteitsniveau.
• Reserveringen kunnen worden overschreven door reserveringen met een hogere prioriteit, opgeslagen en later gebruikt.

Externe links

• IEEE