Token Ring

Token Ring ir lokālā datortīkla veids. To izstrādāja firma IBM 1984. gadā. Token Ring tehnoloģija kļuvusi par pamatu IEEE 802.5 specifikācijai, kura pieņemta kā standarts 1985. gadā. IEEE 802.5 specifikācija ir gandrīz identiska un pilnīgi saderīga ar IBM Token Ring tīklu. Jēdzienu “Token Ring” (“marķiergredzens”) parasti lieto gan pie norādes uz Token Ring IBM tīklu, gan arī uz IEEE 802.5 tīklu. Token Ring lokālais datortīkls pasaulē nav tik plaši izplatīts kā Ethernet tīkls, jo tā aparatūra ir salīdzinoši dārga.

Tehnoloģijas pamati

Tīklam Token Ring ir gredzena topoloģija (Tīkla topoloģija). Visi abonenti (datori) tiek pieslēgti pie tīkla izmantojot aparatūru, kas atgādina Ethernet koncentratorus. Token Ring tehnoloģijā šos koncentratorus sauc par MAU (Multistation Access Unit). Datori tiek savienoti ar koncentratoru (MAU) ar vītā pāra kabeļiem. Pašlaik Token Ring tīklos lieto arī optiskos kabeļus. Maksimālais attālums starp datoru un koncentratoru (MAU) ir 45 metri. Ja izmantots ekranētā vītā pāra kabelis, šo attālumu var palielināt līdz 100 metriem. Datu pārraides ātrums ir 4 Mbit/s. Token Ring koncentrators var būt aktīvais vai pasīvais. Pasīvais koncentrators vienkārši savieno portus ar iekšējām saitēm tā, lai pieslēgtās stacijas izveidotu gredzenu. Bet tas nepastiprina un neatjauno signālus, kā atkārtotājs vai aktīvais koncentrators. Ja koncentrators ir pasīva iekārta, signālu pastiprinātāja lomu izpilda katrs tīklam pieslēgtais dators, jo katram Token Ring tīkla adapteram ir atkārtošanas bloks, kurš spēj reģenerēt signālus.

Datu pārraide

Token Ring un IEEE 802.5 ir galvenie tīklu ar marķiera nodošanu piemēri. Informācija tiek sūtīta pa riņķi no viena datora uz nākamo, izmantojot speciālus marķierus. Marķieris cirkulē pa tīklu, un katrs dators var pievienot marķierim savus pārsūtāmos datus, norādot, kuram datoram tie tiek sūtīti. Dators, kurš saņem šādu marķieri ar datiem, nolasa datus, kas ir domāti viņam, un sūta marķieri tālāk pa riņķi. Tam, kam pieder marķieris, ir pārraides tiesības. Ja datoram, kas ir saņēmis marķieri, nav informācijas pārsūtīšanai, tas vienkārši pārsūta marķieri nākamajam datoram. Katrs dators var noturēt marķieri noteikto maksimālo laika periodu. Atšķirībā no, piemēram, Ethernet tīkla, tīkli ar marķiera nodošanu ir determinētie tīkli. Tas nozīmē, ka var aprēķināt maksimālo laiku, kas paies pirms jebkurš dators varēs pārraidīt.

Šādu datu pārraidīšana ir sarežģītāka kā Ethernet tīklā, bet tai ir vairākas priekšrocības:

• tīklā nav kolīziju (konfliktu);
• garantēts datu pārsūtīšanas ātrums, kas praktiski nav atkarīgs no tīkla noslogotības (Ethernet tīklā, pieaugot slodzei, samazinās datu pārsūtīšanas ātrums);
• viegli kontrolējama tīkla darbība (ja marķieris neatgriežas datorā, kas to sūtījis, tīklā ir bojājumi - kabeļa pārrāvums, datora bojājums u.tml.).

Prioritāšu sistēma

Token Ring tīkli izmanto sarežģītu prioritāšu sistēmu, kas palīdz dažām stacijām ar augsto lietotāja nozīmēto prioritāti biežāk izlietot tīklu. Token Ring datu bloki satur divus laukus, kuri vada prioritāti - prioritāšu lauku un rezervēšanas lauku. Prioritāšu vērtibas var mainīties no 0 (zemākā) līdz 7 (augstākā). Tikai stacijas ar prioritāti, kas ir vienāda ar marķierī norādīto prioritātes lielumu vai augstāka par to, var sagrābt marķieri. Pēc tam, kad marķieris sagrābts un izmainīts, tikai stacijas, kuru prioritāte ir augstāka par raidošās stacijas prioritāti, var rezervēt marķieri nākamai datu pārsūtīšanai. Lai rezervētu marķieri, stacija piešķir tam savu augstāko prioritāti. Kad nākamais marķieris tiek ģenerēts, tas ietver rezervējošās stacijas augstāko prioritāti. Stacijām, kas paaugstina marķiera prioritātes līmeni, jāatjauno iepriekšējais prioritātes līmenis pēc pārraides pabeigšanas.

Bojājumu pārvaldības mehānismi

Token Ring tīkli izmanto vairākus tīkla bojājumu atklāšanas un kompensācijas mehānismus. Vienu staciju Token Ring tīklā izvēlas kā “aktīvo monitoru” (active monitor). Gredzena inicializācijas laikā par tādu tiek izvēlēta stacija ar MAC adreses (MAC adrese) maksimālo vērtību. Tā darbojas kā sinhronizējošās informācijas centralizētais avots citām riņķa stacijām un izpilda audzveidīgas funkcijas riņķa uzturēšanai. Tā kā aktīvie MSAU izskata visu tīkla Token Ring informāciju, šīs ierīces var ieprogrammēt tā, lai tās pārbaudītu problēmu klātbūtni un nepieciešamības gadījumā pēc izvēles izraidītu bojātās stacijas no riņķa.

Datu bloka formāts Token Ring tīkli nosaka divus datu bloka tipus - marķiera kadru un datu/komandas kadru. Marķiera garums ir trīs baiti, tas sastāv no sākuma norobežotāja, pieejas vadības baita un beigu norobežotāja. Šajā laukā eksistē biti bojātā kadra, kā arī loģiskās secības pēdējā kadra norādīšanai. Datu/komandas kadri var būt dažādu izmēru, atkarībā no informācijas lauka izmēriem. Datu kadri sūta informāciju augstāko slāņu protokoliem. Komandu kadros ir vadības informācija, tajos nav informācijas augstāko slāņu protokoliem.