5.5 Стандарт сетей с маркерной шиной

Стандарт IEEE 802.4 описывает свойства сетей, известных под названием «маркерная шина». В качестве физической среды здесь используется широкополосный коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 75 Ом. При создании иерархической структуры сети, а также для увеличения ее длины используются повторители. Такая сеть была способна обеспечивать пропускную способность до 10 Мбит/с с полосой пропускания кабеля - 12 МГц. Метод доступа в стандарте исключает коллизии, так как для доступа к сетевой среде станция должна получить специальный кадр-маркер, который может быть только один. Получив маркер, сетевое устройство начинает передачу данных, а по ее завершении передает маркер следующей станции. Передача маркера происходит до тех пор, пока он не достигнет младшей станции согласно разряду сетевых адресов, после чего он возвращается первой станции.

Станции получают доступ к шине в результате процедуры соревнования, которая называется «окно откликов». «Окно откликов» представляет собой временной интервал, равный по длительности времени распространения сигнала по шине или одному системному такту. Это время отсчитывается от момента окончания передачи станцией кадра-маркера. В течение этого времени станция-инициатор ожидает отклика от других станций. Любая станция сети, будучи владельцем маркера, может запустить этот процесс с помощью посылки кадра «поиска станции». Данный кадр содержит «окно откликов». После передачи кадра станция ждет ответа в течение одного системного такта. Если ответа нет, маркер передается следующей станции в направлении убывания адресов сетевых узлов. Если же получен один ответ, то инициализируется подключение станции-приемника с помощью кадра «установки приемника». При получении нескольких откликов возникает конфликт за право доступа к шине, и запускается процедура соревнования, в результате которой только одна станция с большим сетевым адресом может получить доступ. В случае потери маркера запускается процедура инициализации сети, как правило, со станции, имеющей старший адрес. Вследствие низкой производительности и сложного алгоритма доступа сети данного стандарта не получили большого распространения.

5.6 Стандарт сетей с маркерным кольцом

Сети стандарта с маркерным кольцом (Token Ring) используют разделяемую среду передачи данных, которая состоит из отрезков кабеля, соединяющих все станции сети в кольцо. Кольцо рассматривается как общий ресурс, и для доступа к нему используется алгоритм, основанный на передаче станциями права на использование кольца с помощью кадра специального формата, называемого маркером или токеном. Стандарт Token Ring был принят в 1985 году. В качестве передающей среды применялась неэкранированная или экранированная витая пара, оптоволокно. Основные характеристиками стандарта являются следующие:

1. Скорость передачи данных - 4 Мбит/с или 16 Мбит/с;

2. Максимальный размер поля данных кадра - 16 Кбайт;

3. Минимальный размер поля данных кадра - 0 байт;

4. Полезная производительность для кадров максимальной дайны - около 15 Мб/с;

5. Тип протокола - дейтаграммный с подтверждением доставки;

6. Применяются методы и кадры самотестирования;

7. Возможна приоритетная обработка трафика.

8. Задержки доступа к среде резко возрастают при коэффициенте загрузки канала более 60% для скорости 4 Мбит/с, и более 80% для скорости 16 Мбит/с.

По стандарту Token Ring станции объединяются в кольцу непосредственно или с помощью концентраторов. В сети применяются два типа концентраторов: активные и пассивные. Пассивные концентраторы обеспечивают только соединения портов внутри концентратора в кольцо, а активные выполняют еще и функции повторителя. Естественно, что активные концентраторы поддерживают большие расстояния до станции, чем пассивные. Концентраторы обычно соединены в кольцо, так называемыми магистральными связями. Для предотвращения влияния отказавшей или отключенной станции на работу кольца, оконечные сетевые узлы подключаются к магистрали кольца через специальные устройства подключения к магистрали. В функции такого устройства входит образование обходного пути при отключении или отказе станции сети. При подключении оконечной станции в кольцо через концентратор, такие устройства встраивают в порты концентратора.

В данном стандарте существует три формата кадров:

1. Маркерный кадр;

2. Кадр данных;

3. Последовательность прерывания.

Кадр маркера состоит из трех однобайтовых полей; поле начального ограничителя, состоящее серии электрических импульсов, отличных от импульсов, которыми кодируются данные; поле контроля доступа; поле конечного ограничителя. Кадр данных состоит из следующих полей: поле начала кадра; адрес получателя; адрес отправителя; данные; поле контроля кадра; поле конца кадра. Кадр данных может переносить как данные для управления кольцом, так и пользовательские данные.