Token-Ring

A Token-Ring (vezérjeles gyűrű) elnevezésű, a helyi hálózatoknál (LAN) használt technológiát az IBM fejlesztette ki, és ajánlotta az 1980-as évek elején, majd IEEE 802.5 néven az Institute of Electrical and Electronics Engineers szabványosította. A technológia kezdetben nagyon sikeres volt, de a 10Base-T kábelezésű Ethernet és az EIA/TIA 568 kábelezési szabvány 1990-es évek elején történt bejelentése óta hanyatlóban van. Az IBM marketing megállapításai szerint a Token-Ring teljesítménye és megbízhatósága, a használt determinisztikus hozzáférési módszernek köszönhetően jobb, mint az Ethernet. Ennek ellenére a Token-Ring piaci helyzete megegyezik az IBM Micro Channel architektúrájával történtekkel.

Áttekintés

Egy Token-Ring LAN-on az állomások logikailag gyűrűtopológiát alkotnak, az adatokat sorosan küldi egy állomás a körbe a gyűrűn a következő állomásnak, egy vezérjellel együtt (ezt a vezérjelet nevezik angolul tokennek). Ez a vezérjel-továbbítási (token passing) mechanizmus ismert az ARCNET, a tokenbusz, és a FDDI megvalósításoknál, és elméletileg előnyösebb az Ethernetnél használt sztochasztikus (véletlenszerű) Csma/cd algoritmusnál.

Token-Ring hálózat

Fizikailag a Token-Ring hálózat valójában egy csillag hálózat, 'hub'-bal, amihez az állomások egy oda-vissza vezető hurokkal csatlakoznak. A kábelezési rendszer általában az IBM „Type-1” árnyékolt csavart érpár, egy teljesen egyedi, „hermafrodita” (anya- és apacsatlakozót egyszerre tartalmazó) csatlakozóval.

Kezdetben, (1985-ben) a Token-Ring 4 Mbit/s-el üzemelt, de 1989-ben az IBM bejelentette a 16 Mbit/s-os Token-Ring termékét és a 802.5 szabványt kiterjesztették ennek a támogatására is. 1981-ben, az Apollo Computers bejelentette a saját 12 Mbit/s-os Apollo Token Ringet (ATR) és a Proteon bejelentette az ő 10 Mbit/s-os ProNet-10 Token Ring hálózatát. Az IBM Token-Ringgel azonban nem volt kompatibilis sem az ATR sem pedig a ProNet-10.

Technikai szemszögből nézve a Token-Ring az OSI modell szerinti adatkapcsolati rétegben (DLL) elhelyezkedő LAN protokoll. Egy speciális három bájtos keretet használ vezérlésre, ez a vezérjel (token), amely a hálózatban körbe „utazik”. A Token Ring keretei végighaladnak a teljes gyűrűn.

Minden állomás vagy továbbítja, vagy ismétli a vezérjel-keretet a hozzá legközelebb lévő állomáshoz. Ez a speciális vezérjel-keret továbbítás szolgál a közösen használt media hozzáférés ellenőrzésére. Egy állomás az adatot tartalmazó keretet csak akkor küldheti, ha előtte elküldi a speciális vezérjel-keretet. A Token-Ring eljárás normál esetben differenciál Manchester kódolást használ a bitek küldésénél.

A Token-Ring eljárást Olof Sönderblom dolgozta ki, az 1960-as évek végén. Az IBM később ezt szabadalmaztatta, és elkezdte népszerűsíteni és használni a Token-Ring LAN-okat az 1980-as évek közepe táján, amikor kidolgozta az IBM Token-Ring architektúráját az aktív több állomásos (multi-station) hozzáférési egységekkel (multi-station access unit – MSAU vagy MAU) és az IBM strukturált kábelezési rendszerével. Az Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) később a IEEE 802.5 számú szabványával szabványosította a Token-Ring LAN-t.

A Token-Ring hálózatok sebességeit 4 Mbit/s, 16 Mbit/s, 100 Mbit/s és 1 Gbit/s értékekkel szabványosította az IEEE 802.5 munkacsoportja.

A Token-Ring hálózatok határozottan jobb teljesítménnyel és megbízhatósággal rendelkeztek, mint a korai megosztott média használatú hálózat Ethernet (IEEE 802.3) megvalósításai, és szélesebb körben elterjedtek, mint az Ethernet nagyobb teljesítményű alternatívája.

Ennek ellenére a kapcsolt Ethernet fejlesztései megindultak, és a Token-Ring architektúrák megbízhatóságát és teljesítményét hamarosan el is érték. A nagyszámú Ethernet-eladás hatására az árak csökkenni kezdtek, és az egyéb előnyei az Ethernet felé billentették a mérleget.

A Token-Ring hálózatok egyre ritkábbak lettek, és a szabványosítási törekvések is abba az irányba mozdították el a piacot, hogy az Ethernet lassan dominánssá vált a LAN/2-es réteg hálózatoknál.

Vezérjeles keretek

Amikor nincsen adatot tartalmazó, küldeni való keret a hálózatban, akkor egy speciális vezérjel-keret cirkulál a gyűrűben. Ennek a speciális vezérjel-keretnek meg kell érkeznie az állomáshoz, hogy az adatot tartalmazó keretet tudjon küldeni. Ha az állomás adatot akar küldeni – és nála a vezérjel-keret – akkor átalakítja a vezérjel-keretet adatkeretté. Ez a speciális vezérjel-keret három bájtot tartalmaz a következők szerint:

Token-Ring keretek formátumai

Egy adat vezérjel-keret nem más, mint a vezérjel-keret kibővítése a medium access control (MAC) menedzsment információkkal, vagy felsőbb rétegektől érkezett protokolladatokkal vagy alkalmazásoktól származó adatokkal való kibővítése.

Egy Token-Ring keret a következő formátumú:

vagy egy helyileg hozzárendelt címét (local assigned address – LAA), vagy egy általánosan hozzárendelt címét (universally assigned address – UAA) határozza meg.

Aktív- és készenléti figyelési állapotok

A Token-Ring hálózaton belül minden állomás vagy aktív figyelési állapotban (active monitor – AM) vagy készenléti figyelési állapotban (standby monitor – SM) lehet. Ugyanakkor, a hálózaton belül egy időben csak egy állomás lehet aktív figyelési állapotban. Az aktív figyelési állapotot vagy egy elektromos jellel, vagy egy figyelési vetélkedés eljárással lehet létrehozni.

A figyelési vetélkedés eljárás akkor indul el, ha

Az állomást elektromos jellel a legmagasabb MAC címre be lehet állítani. Minden másik állomás ekkor készenléti figyelő állapotba kerül az előzőekben elmondottak szerint. Viszont minden állomásnak rendelkeznie kell azzal a képességgel, hogy aktív figyelő állapotba tudjon kerülni, ha arra szükség lenne.

Az aktív figyelő állomás végrehajt egy gyűrűben aktív állomás számlálási funkciót is. Az első beavatkozás az, hogy a gyűrűben az alapórajel (master clock) beállítással biztosítja a szinkronizálást a kábeleken lévő állomások számára. Az aktív figyelő állomás másik feladata, hogy beszúr egy 24 bites késleltetést a gyűrű forgalmába, hogy biztosítsa a puffereket a gyűrűn körbehaladó vezérjeles keret számára. Az aktív figyelő harmadik feladata, hogy gondoskodjon a vezérjeles keret körbeküldéséről, ha nincs a gyűrűben adatkeret, és detektálja a gyűrű szakadását. Végül, az aktív figyelő állomás felelős azért, hogy a eltávolítsa azokat a kereteket, amelyek körbehaladtak a gyűrűben.

Token-Ring állomás hálózatba illesztési eljárása

Egy Token-Ring állomás hálózatba illesztése meglehetősen bonyolult, 5 fázisból álló eljárást igényel. Ha bármelyik fázisban hiba jelentkezne, az állomást nem lehet "beilleszteni" a hálózatba, a csatoló hibát jelezne. A hiba pontos okát az állomás Token-Ring csatolójából ki lehet olvasni.

Kapcsolódó szócikk

Egyéb angol nyelvű információk