Передача маркера

Как и в Ethernet, определяющим элементом стандарта Token Ring является механизм MAC. В Token Ring он называется доступом с пе­редачей маркера (token passing). Теоретически передача маркера более эффективна, чем CSMA/CD, так как обеспечивает всем системам сети равные возможности для передачи данных, не создавая колли­зий и не снижая производительности сети при высоких уровнях на­грузки. Передача маркера используется в качестве механизма MAC и в других протоколах канального уровня, например, в FDDI.

Суть механизма передачи маркера состоит в непрерывной цирку­ляции по сетевому кольцу специального пакета — маркера (token). Маркер имеет длину всего 3 байта и не содержит обычных данных. Его единственное назначение — выделить в сети систему, которой разрешается передавать данные. В пассивном состоянии компьюте­ры Token Ring находятся в так называемом режиме повтора (repeat mode): они принимают пакеты из сети и тут же отправляют их назад в MAU для передачи на следующий порт. Если система не возвращает пакет, кольцо как бы разрывается, и связь в сети прекращается. Мар­кер генерируется системой, которой отведена роль активного мони­тора (active monitor), и затем странствует по сети от системы к систе­ме. Если компьютеру нужно передать данные, он может сделать это, только дождавшись, пока до него дойдет маркер. Ни одна система не может передавать данные, не захватив маркер, а поскольку он суще­ствует в единственном экземпляре, в любой момент времени данные передает только одна система. Следовательно, в сети Token Ring не может быть коллизий, если в ее работе нет серьезных нарушений.

Передача маркера демонстрируется в видеоролике TokenPassing из папки Demos на прилагаемом к книге компакт-диске.

Захватив маркер для передачи данных, компьютер меняет в нем значение бита установки монитора (monitor setting bit) и отправляет пакет назад в MAU для передачи по кольцу. В этот момент компью­тер переходит в режим отправки (transmit mode). Измененное значе­ние бита установки монитора информирует другие компьютеры, что сеть используется и они не могут захватывать маркер. Затем компью­тер немедленно передает пакет данных.

MAU пересылает пакет по очереди каждому компьютеру кольца. В конце концов пакет опять попадает в компьютер, который его сге­нерировал. Одновременно с переходом компьютера в режим отправ­ки его принимающая пара проводов переходит в режим удаления (stripping mode). Обойдя все кольцо, пакет данных возвращается в исходную точку, и компьютер, сгенерировавший пакет, должен уда­лить его из сети. Это необходимо, чтобы предотвратить бесконечную циркуляцию пакета по кольцу.

Этапы передачи пакета в сети Token Ring демонстрируются в видеоролике TokenRingNetwork из папки Demos на прилагае­мом к книге компакт-диске.

В исходном варианте сети Token Ring система, передавшая пакет данных, дожидалась возвращения в нее последнего бита данных и лишь потом присваивала биту установки монитора в кадре маркера его исходное значение и передавала маркер в сеть. В большинстве современных сетей Token Ring со скоростью 16 Мбит/сек использу­ется раннее освобождение маркера (early token release): маркер с сигна­лом «сеть свободна» передается сразу после пакета данных. Система, которой адресован пакет данных, может захватить маркер и начать передачу собственного кадра данных еще до того, как все данные из первого пакета вернутся в исходную систему. Таким образом, в сети могут одновременно находиться фрагменты двух кадров данных, но никогда не бывает более одного маркера «сеть свободна».