Token Ring

Размещено на http://www.allbest.ru

ВСТУП

Оскільки людська цивілізація на межі тисячоліть вступила в еру інформації. Світовою системою комп'ютерних комунікацій щодня користуються сотні мільйонів людей. Інформація стає вирішальним чинником у багатьох галузях народного господарства. Проблемі проектування комп'ютерних мереж присвячено низку фундаментальних досліджень, у яких послідовно розглядаються всі основі аспекти архітектури та технологій сучасних комп'ютерних мереж. Однак у них не аналізуються підходи щодо особливостей проектування прикладних комп'ютерних мереж.

За цих умов використання локальних обчислювальних систем з'явилося та успішно розвиваються безліч різних комп'ютерних систем, що використовують комп'ютерні мережі такі як Ethernet, Fast Ethernet, ArcNet, Token Ring, Bluеtooth, Wi-fi та інші.

Оскільки для сучасних користувачів стають все важливішими якість та надійність в користуванні комп'ютерними системами, тому в даній курсовій роботі ми розглянемо мережі міжнародного стандарту IEEE 802,5, до яких входить Token Ring. Ця мережа при правильній організації та налаштуванні може бути набагато надійніша ніж сучасні, саме тому я обрав дану тему курсової роботи.

Актуальність даної теми зумовлена тим, що ця мережа має деякі переваги над іншими так як вона використовує дороге, але надійне обладнання, яке забезпечує стабільну роботу. Ще однією з переваг цієї мережі є достатньо дешеві та поширені лінії зв'язку типу кручена пара (UTP5) Token Ring, що дає змогу швидко та легко їх оновлювати.

Проблема: Як правильно побудувати мережу Token Ring.

Об'єкт: Розробка мереж Token Ring.

Мета: Розкрити сутність та принципи роботи мереж Token Ring.

Завдання:

1. Опрацювати інформаційні джерела за темою роботи.

2. Зробити технічний аналіз мереж Token Ring.

3. Обґрунтувати практичне використання мереж Token Ring.

кадр концентратор token ring

РОЗДІЛ 1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА TOKEN RING

Token Ring ( маркерне кільце ) - архітектура мереж з кільцевою логічною топологій і детермінованим методом доступу, заснованому на передачі маркера. Кільцева топологія означає упорядковану передачу інформації від однієї станції до іншої в одному напрямку, строго по порядку включення. Кільцева логічна топологія реалізується на основі физичної зірки, в центрі якої знаходиться пристрій MSAU (Multi-Station Access Unit- многостанційного пристрою доступу). У будь-який момент часу передачу даних може вести тільки одна станція , що захопила маркер доступа (маркер). При передачі даних в заголовку маркера робиться відмітка про занятості, і маркер перетворюється в обрамлення початку кадру. Решта станції побітно транслюють кадр від попередньої станції до наступної. Станція, якій адресований поточний кадр, зберігає його копію у своєму буфері для подальшої обробки і транслює його далі по кільцю, зробивши відмітку про отримання. Таким чином, кадр по кільцю досягає передающої станції, яка видаляє його з кільця ( не транслюють далі ). Коли станція закінчує передачу, вона позначає маркер як вільний і передає його далі по кільцю. Час, протягом якого станція має право користуватися маркером, регламентовано. Захоплення маркера здійснюється на основі пріоритетів, призначуваних станціям. За порядком у кільці стежить активний монітор AM ( Active Monitor ) - одна із станцій у мережі, яка взяла на себе ці функції. За активним монітором стежать резервні інші станції мережі, завжди готові взяти на себе функції активного. Станції можуть включатися в кільце і вимикатися в довільний момент часу. Безрозривної кільця при включенні - відключенні харчування, а також при від'єднанні кабелю, що йде до станції, забезпечує пристрій MSAU. Відновлення функціонування мережі при порушеннях правил здійснюється протокольними функціями, виконуваними всіма вузлами мережі. Локалізація відмовив вузла або кабельної лінії здійснюється за допомогою алгоритму бакенів, яке являеться однією з функцій МАС- рівня.

Детермінованість доступу на увазі, що максимальна затримка в отриманні права на передачу передбачувана і визначається розміром мережі. З ростом активності вузлів смуга пропускання, що дістається кожному з вузлів, звужуеться, але катастрофічної деградації не відбувається. Крім того, механізм пріоритетів і обмеження на час володіння маркером дозволяють привілейованим вузлам виділяти гарантованого смугу пропускання незалежно від загального завантаження мережі. кількість вузлів в одному кільці не повинно перевищувати 260. Швидкість передачі - 4 або 16 Мбіт / с в початкових версіях стандарту, в даний час доступно обладнання і на 100 Мбіт / с. Фірма IBM веде роботу з гигабітной реализації мережі. На швидкості 16 Мбіт / с розмір кадру може досягати 18,2 Кбайт.

У Token Ring існують три різних формату кадрів:

* маркер ;

* кадр даних ;

* перериває послідовність .

Кадр маркера складається з трьох полів , кожне довжиною в один байт.

* Поле початкового обмежувача з'являється на початку маркера , а також на початку будь-якого кадру , що проходить по мережі. поле являє

собою наступну унікальну послідовність символів манчестерського коду : JK0JK000 . Тому початковий обмежувач не можна сплутати ні з якою бітової послідовністю всередині кадру.

* Поле управління доступом складається з чотирьох підполів : РРР , Т , М і RRR , де РРР - біти пріоритету , Т - біт маркера , М - біт монітора , RRR - резервні біти пріоритету . Біт Т , встановлений в 1 , вказує на те , що даний кадр є маркером доступу. Біт монітора встановлюється в 1 активним монітором і в 0 будь-який інший станцією, що передає маркер або кадр. Якщо активний монітор бачить маркер або кадр , що містить біт монітора із значенням 1, то активний монітор знає , що цей кадр або маркер вже одного разу обійшов кільце і не був оброблений станціями. Якщо це кадр, то він видаляється з кільця. Якщо це маркер , то активний монітор передає його далі по кільцю . Використання полів пріоритетів буде роздивлено нижче.

* Поле кінцевого обмежувача - останнє поле маркера. Так само як і поле початкового обмежувача , це поле містить унікальну

послідовність манчестерських кодів JK1JK1, а також два однобітових ознаки: І і Е. Ознака I ( середній) показує , чи є кадр посереднім в серії кадрів (I = 0) або проміжним ( 1 = 1). Ознака Е ( Error) - це ознака помилки. Він встановлюється в 0 станцією - відправником, і будь-яка станція кільця , через яку проходить кадр, повинна встановити цю ознаку в 1, якщо вона виявить помилку по контрольній сумі або іншу некоректність кадру.

Кадр даних включає ті ж три поля, що і маркер, і має крім них ще не скільки додаткових полів. Таким чином, кадр даних складається з слідую чих полів :

* поля початкового обмежувача ( Обмежувач початку , SD) ;

* поля управління кадром ( Frame управління , FC ) ;

* поля адреси призначення ( Destination Address , DA) ;

* поля адреси джерела ( Source Address , SA) ;

* поля даних ( INFO) ;

* Q поля контрольної суми ( Frame Check Sequence , FCS ) ;

* поля кінцевого обмежувача (Кінець роздільники , ОД) ;

* поля статусу кадру ( Frame статус , FS ) .

Кадр даних може переносити або службові дані для управління кільцем (дані МАС- рівня ), або дані користувача ( LLC - рівня). Стандарт Token Ring визначає 6 типів керуючих кадрів МАС- рівня. Поле FC визначає тип кадру ( MAC або LLC), і якщо він визначений як MAC, то поле також вказує, якою з шести типів кадрів представлений даними кадром.

Призначення цих шести типів кадрів описано нижче.

* Щоб переконатися, що її адресу унікальний, станція, коли вперше при з'єднується до кільця, посилає кадр Тест дублювання адреси

* Щоб повідомити іншим станціям, що він працездатний, активний монітор періодично посилає в кільце кадр Існує активний монітор

* Кадр Існує резервний монітор відправляется будь станцією, яка не є активним монітором.

* Резервний монітор відправляє кадр Маркер заявки, коли підозрює, що активний монітор відмовив , потім резервні монітори домовляются між собою , який з них стане новим активним монітором.

* Станція відправляє кадр Сигнал у разі виникнення серьезних мережевих проблем, таких як обрив кабелю, виявлення станції, передає, що дає кадри без очікування маркера, вихід станції з ладу. Визначаючи, яка станція відправляє кадр сигналу, що діагностує програма (її існування і функції не визначаються стандартами Token Ring) може локалізовать проблему. Кожна станція періодично передає кадри BCN доти, поки не прийме кадр BCN від свого попереднього ( NAUN ) сусіда. У результаті в кільці тільки одна станція продовжує передавати кадри BCN - та, у якої є проблеми з попереднім сусідом. У мережі Token Ring кожна станція знає МАС- адресу свого попереднього сусіда , по цьому Beacon - процедура призводить до виявлення адреси некоректно працюющій станції.

* Кадр Очищення використовується новим активним монітором для того , щоб перевести всі станції в початковий стан і очистити кільце від усіх раніше посланих кадрів .

Адреси призначення і джерела можуть мати довжину або 2, або 6 байт. Перший біт адреси призначення визначає груповий або індивідуальний як для 2- байтових , так і для 6- байтових адрес. Другий біт у 6- байтових адресах говорить про те, призначена адреса локально або глобально. Адреса, складаючись з усіх одиниць, є широкомовною.

Адреса джерела має той же розмір і формат, що і адреса призначення . Однак ознака групової адреси використовується в ньому особливим способом. Так як адреса джерела не може бути груповим, то наявність одиниці в цьому розряді говорить про те, що в кадрі є спеціальне поле маршрутної інформації ( RIF ).

Поле даних INFO кадру може містити дані одного з описаних управляючих кадрів рівня MAC або користувача дані, упаковані в кадр рівня LLC. Це поле, як уже зазначалося, не має певної стандартом максимальної довжини, хоча існують практичні обмеження на його заходів, засновані на тимчасових співвідношеннях між часом утримання маркера і часом передачі кадру.

Поле статусу FS має довжину 1 байт і містить 4 резервних біта і 2 підполя: біт розпізнавання адреси А і біт копіювання кадру С. Так як це полі не супроводжується обчислюється сумою CRC, то використовувані біти для надійності дублюються : поле статусу FS має вигляд АСххАСхх. Якщо біт розпізнавання адреси не встановлений під час отримання кадру, це означає, що станція призначення більше не присутня в мережі . Якщо обидва біти впізнання адреси і копіювання кадру встановлені, а також встановлений , біт виявлення помилки, то вихідна станція знає , що помилка сталася після того, як цей кадр був коректно отриманий.

Перериває послідовність складається з двох байтів, що містять начальний і кінцевий обмежувачі. Перериває послідовність може з'явитися в будь-якому місці потоку бітів і сигналізує про те, що поточна передую чи кадру або маркера скасовується.

Отже, ми розглянули загальну характеристику Token Ring, визначили, що називается кадром та адресою призначення і джерела в мережі Token Ring,з чого адреси складаються.

1.1 Фізичний рівень технології Token Ring

Стандарт Token Ring фірми IBM спочатку передбачав побудову зв'язків в мережі за допомогою концентраторів, званих MAU (пристрій множинного доступу), або MSAU (Multi-Station Access Unit), тобто пристроями многостанційного доступ.

Концентратор MSAU являє собою набір з 8-24 відгалужуючих портів - блоків ГТС. До цих портів окремими радіальними кабелями подклячаются станції - вузли мережі .

Блок TCU (пристрій зв'язку з магістраллю - блок підключення до магістралі ) забезпечуе включення станції в кільце (підключення до магістралі ) або обхід її у випадку обриву радіального кабелю або відключення станції. Включення до кільце здійснюється через контакти реле, нормально комутуючого магістраль на обхід порту. Реле включається «фантомним» сигналом постійного струму, посланим включеної справної станцією з проініціалізувати сетевим адаптером по лініях прийому і передачі.

«Фантомні» сигналу означає, що його присутність ніяк не впливає на передані дані. На рис.1. фантомний сигнал приходить на порти 1 і 4.

У разі виявлення непереборної помилки, при виключенні живлення або при бажанні вийти з мережі мережевий адаптер перестає посилати сигнал на реле і ГТС виключає станцію з кільця.

Для кожної активної станції забезпечується зв'язок (однонаправлена ) з двома сусідніми активними станціями: NA UN ( найближчого активного Nearest Active Upstream Neighbor) - найближчий активний передавальний сусід, NADN (Nearest Active Downstream Neighbor)- найближчий активний приймає сусід . Коли TCU відключає свій відвід від кільця, забезпечується і замикання виходу передавача на свій приймач. Таким чином станція, ще не прийнята в кільце ( на рис 1 це станція , підключена до порту 8 . ), Може перевірити свою лінію до MSAU - виконувати тест відводу .

Концентратори Token Ring є обов'язковими пристроями класичної мережі Token Ring. Без них кільце може працювати тільки за умови постійного включення і працездатності ( активності) всіх станцій. Кільця організовуються за допомогою концентраторів - повторювачів, які можуть бути пасивними або активними. Пасивні концентратори для кожного відведення мають тільки реле , що дозволяє комутувати станцію в кільце або обходити її . Активні концентратори для кожного порту виконують восстановлення амплітудних і тимчасових характеристик сигналу. Концентратори підтримують будь-яку швидкість ( 4 або 16 Мбіт / с) , але, природно , загальну для всього кільця .

Якщо потрібно більше одного концентратора, то між собою вони з'єднуються через порти RI / RO (кільце В - вхід кільця / Кільце Out - вихід кільця) з поміццю магістральних кабелів. Через порти RI / RO концентратори з'єднуються у фізичне кільце ( рис. 2 , а ), в результаті чого всі підключені до них станції виявляються пов'язаними в єдине кільце мережі. Якщо відбувається обрив одного з магістральних кабелів , кільце згортається таким чином , що навіть зберігається порядок обходу станцій (рис. 2 , б). У разі відмови або відключення одного з концентраторів кільце реконфигурує так , що в нього входять станції всіх залишилися . У разі розриву кільця (обрив кабелю, відключення концентратора) у двох і більше місцях кільце розпадається на два і більше острівця - сегмента - роботоспособних, але не пов'язаних один з одним ( рис. 2 , в).

Магістральний кабель, що з'єднує концентратори , може бути кручений парі (STP або UTP ) або оптоволоконним . У нормальному режимі використовується тільки одна пара , що з'єднує RO одного хаба з RI іншого . Друга пара являється резервної (резервне копіювання ) і використовується тільки в разі обходу відключеного хаба . Радіальний кабель також може бути кручений парою або оптоволоконним , в ньому завжди використовуються дві пари ( два волокна). І радіальні, і магістральні кабелі є « прямими », контакти роз'ємів з'єднуються один-в - один. В якості електричних з'єднувачів використовуються роз'єми MIC , DB -9 і RJ -45, в якості оптичних - ST .

Активні концентратори можуть бути і інтелектуальними ( керованими ) - підтримувати SNMP , RMON і мати власні кошти локалізації несправних відводів . Багато моделей сучасних пристроїв мають фірмові засоби діагностики портів з підключеними станціями . Ці кошти працюють на рівні пристрою і забезпечують виключення несправного вузла набагато швидше, ніж штатний алгоритм бакенів. Завдяки цьому час автоматичноговідновлення кільця скорочується до 1-2 с.

Комутатори широко використовуються для організації магістралей. Для підвищення пропускної здатності магістралі , що з кількох коммутатора, між ними організують канали TokenPipe . Такий канал збирається з 2-4 паралельних ліній, що пов'язують пару комутаторів . Зв'язка портів дивиться як один логічний порт. Пропускна здатність каналу досягає 128 Мбіт / с ( 4x2x16 ) для звичайних портів і 800 Мбіт / с для портів на 100 Мбіт / с.Для побудови мереж Token Ring потрібні також мережеві адаптери. Мережеві адаптери випускаються для різних шин ( ISA, EISA ,PCI ,PC Card ). Використовуючи системні ресурси: порти введення / виведення, переривання , DMA і буферна пам'яти . Карти мають великий обсяг буферної пам'яті , що пов'язано з великим допустимим розміром кадру. Карти можуть мати можливість установки ПЗУ віддаленого завантаження ( Boot ROM ), пробудження по мережі. Інтерфейсний роз'єм - DB -9 для кабелю STP ( 150 Ом) , роз'єм RJ -45 для UTP / STP ( 100 Ом). Карти можуть мати і пару роз'ємів - вибір здійснюється при конфігуруванні або автоматично. При розбіжності імпедансів інтерфейсу та кабелю карта підключається через согласователь Медіа Фільтр, що виконується у вигляді перехідника або кабелю з різнотипними роз'ємами на кінцях. Фірма IBM вбудовує согласователі безпосередньо в порти мережевих адаптерів.

Деякі моделі можуть підтримувати повнодуплексний режим, що дає підвищення пропускної здатності тільки при підключенні до виділеного порту комутатора . Моделі адаптерів , призначені для серверів, можуть мати можливість резервування та використання множинних зв'язків. Для цього в станцію встановлюється декілька однотипних адаптерів, пов'язаних з комутатором . При резервування використовується тільки один , у разі його відмови ( або обриву зв'язку ) перехід на резервний виконується прозоро для додатків. Множинні зв'язку ( MultiLink) дозволяють масштабувати пропускну здатність . Як правило , допускається використання до чотирьох паралельних каналів, при цьому в повнодуплексному режимі пропускна способність досягає 128 Мбіт / с ( 4x2x16 ) .

Мости і комутатори використовуються для зв'язку кілець у великих мережах. Порти комутаторів можуть працювати на різних швидкостях. Ряд моделей має трансліруючі мости до інших технологій. Маршрутизація від джерела підтримується всіма комутаторами , ряд моделей підтримує і прозорі мости (СТО ) для зв'язку з іншими технологіями. Мости можуть обмежувати розмір трансльованого кадру, що відзначається при визначенні маршрута кадром - розвідником . Якщо на вхід комутатора прийде кадр більшою котрі тритини, він, швидше за все, буде відкинутий: можливість розбивки великого кадру на дрібні для комутаторів нетипова функція характерна для маршрути заторів. Інтелектуальні комутатори можуть забезпечувати і підтримку вирльну мереж ( VLAN ).

Великі мережі можуть складатися з декількох кілець - сегментів, пов'язаних між собою мостами. Окремі сегменти такої мережі можуть працювати і на різних швидкостях. Трафік між станціями одного кільця залишається всередині цього сегмента. Передача між станціями різних сегментів в класичному варіанті Token Ring здійснюється через мости, використовуючи маршрутизацію від дженика SRB . При цьому траса , по якій проходять кадри від одного сегмента в інший , визначається джерелом кадру: у полі RIF він залежить номери кілець , що знаходяться на шляху до одержувача. Маршрутизація від дженика допускає складні топології, при яких шляхів між двома кільцями може бути більше одного .

До безпосередньої передачі даних віддаленого одержувачу станція повинна попередньо знайти маршрут . Те , що абонент не знаходиться в одному кільці з джерелом , визначається за биту А байта стану кадру (у ньому збережеться «0 »). Побачивши це , джерело посилає на адресу одержувача МАС- кадр -розвідник , в якому є поки порожнє поле RIF . Кожен міст , що отримав такий кадр, зобов'язаний скопіювати його в усі інші свої порти, додавши відповідний запис у полі RIF. У цьому записі вказується номер кільця , відповідного даному порту, та номер цього мосту в кільці. Міст вказує і максимально допустимий розмір кадру , якщо він менше заданого в керуючому байті . Перший міст відзначає і номер кільця, з якого отримано кадр . Кадри - розвідники досягнуть кінцевого адресата , при цьому в їх поле RIF буде відзначена траса від вихідної станції. Якщо траса не єдина, то вузол призначення отримає нескільки кадрів , з яких може вибрати трасу по одному з критеріїв:

* Траса кадру , що прийшов першим (використовується частіше все го).

* Траса з мінімальним числом мостів.

* Траса з максимальним допустимим розміром кадру.

* Комбінація цих критеріїв.

Вузол посилає кадр з обраної трасою джерелу, інвертуватися прапор направління. Тепер мости доставлять цей кадр первісного джерела, продивляючись РІФ у зворотному напрямку. У підсумку вузол отримує трасу маршруту до цікавого для його вузлу і буде нею користуватися в подальших міжсегментних передачах , до зміни конфігурації мережі . Якщо конфігурація зміниться , то доведеться відшукувати нову.

Пара кілець може з'єднуватися більш ніж одним мостом (для підвищення пропускної здатності та надійності). Паралельні мости можуть виконувати одні й ті ж номери . Формат RIF (по IEEE) допускає до 14 дескрипторів ( 30 байт) , що дозволяє 14 кілець з'єднувати ланцюжком з 13 мостів (номер останнього моста в ланцюжку завжди нульовий) . IBM визначала формат з розміром до 8 дескрипторів ( 7 мостів у ланцюжку), але пізніше теж перейшла на більший формат.

Міст , отримавши кадр з SRB - маршрутизацією , посилає його за вказаною трассою або відкидає його , якщо інформація в полі RIF некоректна. Якщо в полі RIF з'являються повторювані дескриптори , це означає можливі петлі в мережевій конфігурації. Для мостів Token Ring існує свій алгоритм позовчення петель Spanning Tree, істотно відрізняється від однойменного для мостів і комутаторів Ethernet.

SRB дозволяє мережевим протоколам здійснювати балансування завантаження магістральних ліній. Оскільки відповіддю на посилку розвідника є список трас з наданням їх деяких характеристик, можна організувати елементів використовуваних шляхів для посиланих кадрів .

SRB дозволяє легко організовувати резервування не тільки шляхів, але і ресурсів. Наприклад , можна підключити шлюзи SNA (SNA gateway) до двох розємів кільцям і призначити їм один і той же МАС- адресу. Клієнт , який шукає цей ресурс, встановить зв'язок із тим з них , який відгукнеться першим. Інший клієнт до того ж ресурсу може потрапити через інший шлюз. Якщо якийсь шлюз відмовить, то клієнт за тією ж адресою знайде інший шлюз.

Спочатку комутатори Token Ring представляли собою багатопортові мости , функціонуючі вищеописаним чином. Маршрутизація від дженика ( SRB ) була для них єдиним варіантом поведінки. Комутатори служать для сегментації - зменшення кількості станцій у кільці, що доззволяє збільшувати частку смуги, що надається кожному вузлу. У граничному випадку - микросегментация - до кожного порту комутатора підключається тільки один вузол. Згідно ідеї SRB, кожен сегмент, підключений до порту моста -комутатора , має унікальний номер кільця . При мікросегментації вийде, що кожна станція , підключена до комутатора , повинна мати і унікальний МАС- адресу, і унікальний номер власного « кільця», що явно надлишково і незручно в управлінні . На розвиток комутаторів надали впливавня ідеї Ethernet , де використовуються прозорі мости (комутатори) ТБ, самі шукають шлях до одержувача на основі прослуханих і вивчених адрес джерел.

Перемикання SRB - комутація , заснована на застосуванні маршрутизації від джерела в чистому вигляді. При цьому допускається множинність активних шляхів між сегментами і збіг МАС- адрес вузлів, що належать разовим кільцям .

ТБ Маркер перемикач кільце - «прозорі» комутатори Token Ring - комутуючим по МАС- адресою одержувача, не використовуючи РІФ - інформацію. Номери кілець для них несуттєві , але всі станції мережі повинні володіти унікальними МАС -адресами . Прозорі мости , як правило, повинні ігнорувати кадри з маршрутизацією від джерела ( в мережах на комутаторах ТБ вони і не потрібні). Трансляція кадрів з RIF- інформацією в мережах з сумішшю SRB - і ТБ- комутаторів , що мають множинні SRB - зв'язку, буде приводити до помилок ( прозорих міст буде бачити адресу одного вузла більш ніж на одному порте , що для нього є неприйнятним ).

SRS (Джерело - Маршрут Switching) - комутація з використанням маршрутної інформації , введена порівняно недавно. Між станціями, безпосередньо підключеними до SRS - комутаторів , передача одноадресна , многоаддресні і широкомовного трафіку ведеться на основі МАС - адреси. Якщо до SRS - комутатора підключаються ділянки мережі через SRB , то комутатор переглядає RIF - інформацію кадрів , що надходять звідти, і запам' ятовуе маршрутну інформацію про частини мережі , відокремленої від нього SRB - мостами. Тепер кадри , що приходять до нього з RIF -інформацією , він буде посилати по відомим йому маршрутах. Таким чином прозора комутація нормаль но співіснує з маршрутизацією від джерела.

SRS дозволяє декільком сегментам мережі мати співпадаючі номеру. Комутаторів не доводиться зберігати таблиці адрес всіх вузлів мережі, розташованих за SRB - мостами , що скорочує витрату пам'яті і часу на перегляд. Наявність множинних шляхів з SRB допускається. Станції , розташовані в кільцях з різними номерами , можуть мати співпадаючі МАС- адреси. Заміна концентратора - повторювача на SRS - комутатор проходить непомітно для клієнтів, хоча вони стають членами різних фізичних міні - кілець , у них остунется той же загальний номер кільця , який був при повторителе .

SRT (Source-Route Transparent) Bridging - комбінація обох режимів марш рутізаціі (прозорою і SRB), запропонована IBM на початку 1990 -х років як єдиний режим для всіх технологій , але прижилася тільки в Token Ring. Тут для вибору режиму у кожного кадру аналізується біт рії . Якщо він нульовий , значить , RIF відсутній і використовується прозорий алгоритм, якщо одиничний , використовується SRB. Застосування SRT- мостів ВНОСИТЬ наступні обмеження:

* SRT- не дозволяє використовувати співпадаючі МАС- адреси для автоматичного резервування ресурсів: « прозора» частина мосту не може « зрозуміти » , що один і той же адресу присутній на двох портах. Оскільки станція намагається знайти ресурс спочатку локально (без RIF) і SRT- MІCT дасть їй таку можливість ( з'єднає з першим ліпшим ) , вона і далечінь буде звертатися до нього без RIF . Але з'єднання буде нестабільно, оскільки міст буде постійно перебудовувати свою таблицю (як у случаї петлі для прозорого моста).

* SRT - міст не дозволяє ряду протоколів використовувати надлишкові зв'язку для розподілу навантаження . Якщо пробний кадр надсилається з рії = 0, то SRT -міст забезпечує з'єднання по єдиному шляху, виразному алгоритму Spanning Tree, створюючи ілюзію локальності. По цьому шляху піде весь трафік. При SRB протокол може вибирати трасу з декількох варіантів і чергувати траси для балансування.

Отже, ми дізнались про концентратори, мости, їх характеристику та принцип роботи; як підключити станції до концентратору Token Ring та як їх об'єднати; який є класичний спосіб передачі даних між станціями.

1.2 Побудова мереж Token Ring

Повторювачі, мости і комутатори дозволяють будувати мережі будь-якого масштабу, поступово нарощуючи число вузлів, що виділяється їм смугу пропускання, і організуют високонадійні і високопродуктивні магістралі. Підвищити пропускну здатність мережі, в якій смуга пропускання розділяється між всіма станціями кільця (правда , з урахуванням пріоритетів), можна за допомогою розбиття на дрібні сегменти , пов'язані між собою мостами. Як і для технології Ethernet, сучасна тенденція - збільшення числа сегментів з зменшенням їх розмірів і зв'язок їх багатопортовими мостами - комутаторами .Користувальницькі станції , як правило, підключаються до кільця на швидкості 4 або 16 Мбіт / с. При цьому пропускна здатність кільця ( 16 Мбіт / с) розділяе між усіма вузлами відповідно до їх пріоритетів. Користувальницькі станції з'єднуються кабельної системою з поверховими розподільниками, в яких встановлюються концентратори .

Якщо розподільник всього один, то в ньому може бути встановлено один або кілька концентраторів, з'єднаних через порти RI / RO або в стек. Якщо розподільників декілька, то між собою вони також можуть з'єднуватися через порти RI / RO , утворюючи велику розподільне кільце (Рис 3 )

Якщо в мережі є групи станцій , активно спілкуються між собою і рідше - зі станціями інших груп , то має сенс сегментувати мережу - організувати для кожної групи своє кільце . Між собою ці групи можна звязати за допомогою магістрального кільця ( опорне кільце), з'єднаного мостами з кільцями робочих груп ( рис. 4). При цьому весь міжгруповий трафік буде розділяти смугу магістрального кільця.

До магістральному кільцю має сенс підключати і загальнодоступні ресурси (сервери) . У локальні кільця відбирають приблизно 50-150 станцій , менші значення можуть обумовлюватися зручністю прокладки кабелів.

Якщо магістральний кільце стає вузьким місцем, локальні кільця можна з'єднати комутатором. Загальні сервери має сенс підключати до виділеним портами комутатора і використовувати полнодуплексную зв'язок ( рис. 5). При цьому пропускна здатність такої компактної магістралі ( звалився) визначатиметься продуктивністю комутатора. Сучасні комутатори при швидкості портів 4 і 16 Мбіт / с мають сумарну пропускну здатність, що обчислюється сотнями і навіть тисячами мегабіт в секунду.

Для великої мережі може знадобитися і кілька комутаторів, установлюваних в проміжних розподільних пунктах ( 1С або BD в термінах СКС). Зв'язок між комутаторами може бути або одноранговой (кожен з кожним, рис. 6 ), або ієрархічної через загальний комутатор , встановлюваних ¬ мий в головному розподільнику . Для подальшого підвищення пропускної спроможності магістралі комутатори можна пов'язувати через порти 100 Мбіт / с. Пропускну здатність окремих ліній можна підвищувати і за паралеліваніем ліній - MultiLink для підключення серверів і TokenPipe для зв'язку між комутаторами .

Архітектура Token Ring передбачає повну керованість , причому функції контролю розподілені по всіх вузлах мережі. Кожен вузол має набір конт рольних таймерів і параметрів, що встановлюються за умовчанням або у певні значення при ініціалізації або з ініціативи системи управління

Размещено на http://www.allbest.ru

Рис. 6 Однорангове з'єднання коммутаторів та запараллеливание ліній

Кожен вузол мережі - його мережевий адаптер - повинен виконувати ряд обов'язкових функцій управління:

* Слідкувати за програмними (м'яка ) і апаратними (жорсткий) помилками .

* Супроводжувати деталізацію конфігурації - знати свого передавального сусіда ( NAUN ) .

* Слідкувати за різними параметрами - пріоритетом маркера , номером кільця , значенням таймерів - і керувати ними.

Ці функції виконують спеціальні апаратно -програмні агенти , які взаємодіють з чотирма керуючими продуктами. До продуктів відносяться:

* Активні та резервні монітори AM і SM - в кожному кільці.

* Сервер звітів про конфігурації CRS. Обов,зково присутній у кожному кільці багатосегментних мереж. Збирає інформацію по кільцю ( відстежує МАС- кадри зміни NAUN'a і установлення нового активного монітора ) , надає цю повну інформацію активному монітора. За запитом збирає інформацію про станції станцій. За вказівкою встановлює значення робочих параметрів (таймерів ) для станцій , змінює конфігурацію кільця (посилаючи станціям вказівки на вихід з кільця).

* Сервер параметрів кільця RPS присутній у кожному кільці мережі з централізованим управлінням. Є цільовим для МАС- кадрів запитів на ініціалізацію (станції звертаються до нього за відомим функціональним адресою, потрапляючи на сервер свого кільця без широкомовних запитів). Реєстраційна інформація повідомляється активному монітора. Робить загальнодоступними для всіх станцій кільця номер кільця , значення таймера звітів оповіщення про помилки , фізичне положення станцій в кільці.

* Монітор помилок кільця REM присутній у кільцях, для яких ведеться спостереження за помилками . Збирає повідомлення про помилки станцій кільця , аналізує їх і по препідвищенню порога повідомляє про них активного монітора. Передає інші спілкування, прийняті від станцій, активному монітора.

Таким чином, ми з'ясували,як побудувати мережу Token Ring, та для яких різних випадків це можна зробити;визначили параметри за якими працює представлений випадок. Визначили переваги та недоліки. Охарактеризували вузли та їх функції.

1.5 Активний і резервні монітори, включення у кільце, очищення і самовідновлення

Активний монітор AM - провідна станція , яка грає важливу роль при виконанні функцій 1-2 - го рівнів . Активним монітором може стати будь-яка станція, але в поточний момент він завжди один. Зазвичай це найперша станція, включающаяся в кільце. Монітор є джерелом синхронізації , і він випускає в кільце маркер. Про свою присутність він повідомляє регулярної передачею МАС- кадру AMP. Монітор також відповідає за видалення «безгоспних » кадрів - при відмові передавальної станції вона може « забути» видалити переданий кадр, коли він повернеться до неї по кільцю . У цьому випадку кадр циркулював б нескінченно. Активний монітор не дозволяє кадрам робити більше одного обороту: у трансльованому кадрі він встановлює біт М і , виявивши його в приходить кадрі , очищає кільце. Він також стежить і за допустимим часом передачі кадру ( не більше 10 мс).

Резервними моніторами SM є всі активні станції, крім AM . Вони перевіряють наявність AM в кільці і виконання ним своїх обов'язків з допомогою кількох таймерів. У разі виявлення некоректності кільця SM починає змагання за право стати активним монітором. Приводом для початку змагання може бути будь-яке з таких подій:

* Відсутність вільного маркера протягом 2,6 с.

* Відсутність кадру AMP протягом 15 с.

* Відсутність AMP , SMP або PRG за 18 с під час включення в кільце.

* AM не очищати кільце.

* Вихід частоти синхронізації за допустимі межі .

* Передавач « бакена » отримує його з бітами МС .

Змагання починається з посилки кадру запиту маркера , в яких вказано його МАС- адресу. Наступна за ним станція (NADN) в кільці порівнює цю адресу зі своїм , і якщо її адресу менше, то вона транслює цей кадр далі , а свої запити вже не посилає (вона ж теж виявила пропажу маркера Якщо її адреса більше , то в трансльованому кадрі вона установлюе свою адресу. Після того як станція прийняла три рази поспіль запит зі своєю адресою, вона стає активним монітором. Тоді вона здійснює ряд дій:

* Адаптер перебудовується на роль монітора - він тепер джерело синхронізації і має більший буфер пріемопередачі.

* Виконує очищення кільця.

* Починає процес опитування станцій ( вивчення оточення ) .

* Випускає вільний маркер.

Включення станції в кільце починається з автономного тестування адаптера (фантомний струм ще не тече). Далі виконується тестування відводу- надсилається серія МАС- кадрів , які повинні повернутися в адаптер завдяки замикання входу на вихід, організовуваний TCU пристрої MSAU. Після успіху цього тесту адаптер ініціює фізичне включення в кільце : формується фантомний струм , перемикається реле, і станція включається в кільце. Під час перемикання ( до 5 мс) кільце виявляється разорванним і якісь кадри будуть зруйновані. Далі адаптер визначає кількість кільця (4 або 16 Мбіт / с) і налаштовує синхронізацію свого передатчі по отриманого сигналу. Станція прослуховує кільце , щоб визначити , чи є в ньому нормальна «життя » : поки не спрацює таймер TSM, повинен бути виявлений МАС- кадр присутності активного монітора AMP , SMP резервного монітора або очищення кільця . Якщо за цей час ( 7 секунд ) такі кадри не вияв дружини , станція посилкою кадру претензії Маркер починає змагання за право стати активним монітором.

Коли монітор виявлений , станція перевіряє свою адресу на унікальність : посилає кадр DAT, адресований самій собі. Якщо кадр повернеться зі встановленим бітом А в полі FS , це означає , що така адреса вже имеється в кільці і станція відключається ( вимикає фантомний струм) з відповідним діагностичним повідомленням. Якщо адреса унікальний , то починається процес вивчення кільця . AM посилає широкомовний кадр AMP, його приймае наступна за ним станція . Ця станція запамятовуе адресу свого NAUN'a і посилає широкомовний кадр SMP . Цей кадр прийме наступна станція і теж пошле SNIP. Оскільки всі ці кадри зроблять повний оборот по кільцю і мають широкомовна адресу назначеня , кожна станція їх побачить і складе повний список вузлів кільця. Заверщує процес включення запит параметрів кільця - МАС- кадр RP . На нього відповідає сервер параметрів ( зазвичай це міст ) - повідомляє адресу ( номер кільця) і значення таймерів . Якщо сервера немає , то приймаються параметри умовчання . Тепер станція стає повноправним членом кільца і має можливість передавати дані .

Очищення кільця виконується по МАС- кадру PRG . За його прийому станція зобов'язана перейти в режим повторювача і скинути всі свої заходи . Кадр PRG формується активним монітором відразу після «вступу на посаду » , а також при виявленні помилок :

* безхазяйного кадру (за биту М).

* Тиші (відсутність сигналу) в кільці.

* неприпустимо трафіку - перевищення часу допустимої передачі , по спрацьовуванню таймера TVX .

Кадр PRG повинен обернутися по кільцю, якщо за певний час цього не відбувається , починається змагання за роль активного монітора.

У мережі передбачена процедура самоперевірки цілісності кільця і ??відновлення за допомогою алгоритму бакенів . Станція завжди повинна по- мувати сигнал від свого NAUN'a, адреса якого їй відомий. Якщо станція обнаружіваться нештатну ситуацію, підозрюється відмова попередній станції, власного приймача або сполучних кабелів цих станцій . Процедура автоматичного відновлення починається з посилки МАС- кадру BCN з адресою зниклого NAUN'a . Бакени надсилаються кожні 20 мс, не чекаючи маркера. Бакени можуть бути декількох типів , з різними пріоритетами ( за зменшенням ) :

* Встановіть режим відновлення - примусова установка режиму відновлення з ініціативи керуючого програмного продукту ( не найбільшого адаптера).

* Втрата сигналу - втрата сигналу від попередньої станції.

* Передача потокового сигналу , не претендує Маркер - минув час змагань за право стати монітором , а за наявності синхронізації на вході не прийшло жодного МАС- кадру -запиту ролі монітора ( претензії ідентифікація).

* Передача потокового сигналу , претензії Маркер - минув час змагань за право стати монітором , але монітор не знайдений , хоча за цей період були кадри - затання ролі монітора.

Кадр - бакен транслюють усі станції. Станція , яка прийняла BCN з власвим адресою, виконує самотестування . Якщо виявляється невиправна помилка , станція самоусувається з кільця, якщо ні - виконує процедуру включення в кільце (див. вище). Станція, що послала BCN, запускає таймер ТВТ (передача Таймер Beaconing). Якщо до його спрацьовування (за замовчуванням 16 с) кадр BCN повертається, значить, кільце справно і залишається дочекатися маркера. Якщо кадр не приходить, станція сама відключається від кільця і виконує самотестування (і намагається повторно включитися в кільце).

Розглянули,як функціонують між собою комп'ютери в мережі Token Ring. З'ясували, що називають активним монітором та як обирається резервний, причини,що можуть виникнути для обирання резервного монітору. Як відбуваеться підключення станції в кільце, та як відбуваеться очищення по МАС- кадру PRG,то відновлення з МАС- кадру BCN.

Размещено на Allbest.ru