Маркерний метод доступу до поділюваного середовища

У мережах з маркерним методом доступу (а до них, крім мереж Token Rіng, відносяться мережі FDDІ, а також мережі, близькі до стандарту 802.4, — ArcNet, мережі виробничого призначення MAP) право на доступ до середовища передається циклічно від станції до станції по логічному кільцю.

У мережі Token Rіng кільце утворюється відрізками кабелю, що з'єднують сусідні станції. Таким чином, кожна станція зв'язана зі своєю попередньою й наступною станцією й може безпосередньо обмінюватися даними тільки з ними. Для забезпечення доступу станцій до фізичного середовища по кільцю циркулює кадр спеціального формату й призначення — маркер. У мережі Token Rіng будь-яка станція завжди безпосередньо одержує дані тільки від однієї станції — тієї, котра є попередньою в кільці. Така станція називається найближчим активним сусідом, розташованим вище по потоку (даних) — Nearest Actіve Upstream Neіghbor, NAUN. Передачу ж даних станція завжди здійснює своєму найближчому сусідові вниз по потоку даних.

Одержавши маркер, станція аналізує його й при відсутності в неї даних для передачі забезпечує його просування до наступної станції. Станція, що має дані для передачі, при одержанні маркера вилучає його з кільця, що дає їй право доступу до фізичного середовища й передачі своїх даних. Потім ця станція видає в кільце кадр даних встановленого формату послідовно по бітах. Передані дані проходять по кільцю завжди в одному напрямку від однієї станції до іншої. Кадр має адресу призначення й адресу джерела.

Всі станції кільця ретранслюють кадр побітно, як повторювачі. Якщо кадр проходить через станцію призначення, то, розпізнавши свою адресу, ця станція копіює кадр у свій внутрішній буфер і вставляє в кадр ознаку підтвердження прийому. Станція, що видала кадр даних у кільце, при зворотному його одержанні з підтвердженням прийому вилучає цей кадр із кільця й передає в мережу новий маркер для забезпечення можливості іншим станціям мережі передавати дані. Такий алгоритм доступу застосовується в мережах Token Rіng зі швидкістю роботи 4 Мбіт/с, описаних у стандарті 802.5.

На рис.6.1 описаний алгоритм доступу до середовища ілюструється часовою діаграмою. Тут показана передача пакета А в кільці, що складається з 6 станцій, від станції 1 до станції 3. Після проходження станції призначення 3 у пакеті А встановлюються дві ознаки - ознака розпізнавання адреси й ознака копіювання пакета в буфер (що на малюнку відзначено зірочкою усередині пакета). Після повернення пакета в станцію 1 відправник розпізнає свій пакет за адресою джерела й видаляє пакет з кільця. Установлені станцією 3 ознаки говорять відправникові про те, що пакет дійшов до адресата й був успішно скопійований ним у свій буфер.

Час володіння поділюваним середовищем у мережі Token Rіng обмежується часом утримання маркера (token holdіng tіme), після витікання якого станція зобов'язана припинити передачу власних даних (поточний кадр дозволяється завершити) і передати маркер далі по кільцю. Станція може встигнути передати за час утримання маркера один або кілька кадрів залежно від розміру кадрів і величини часу втримання маркера. Звичайний час утримання маркера за замовчуванням дорівнює 10 мс, а максимальний розмір кадру в стандарті 802.5 не визначений. Для мереж 4 Мбіт/с він звичайно дорівнює 4 Кбайт, а для мереж 16 Мбіт/с - 16 Кбайт. Це пов'язане з тим, що за час утримання маркера станція повинна встигнути передати хоча б один кадр. При швидкості 4 Мбіт/с за час 10 мс можна передати 5000 байт, а при швидкості 16 Мбіт/с - відповідно 20 000 байт. Максимальні розміри кадру обрані з деяким запасом.

Рис.6.1. Принцип маркерного доступу

У мережах Token Rіng 16 Мбіт/с використовується трохи інший алгоритм доступу до кільця — алгоритм раннього звільнення маркера (Early Token Release). Відповідно до нього станція передає маркер доступу наступній станції відразу ж після закінчення передачі останнього біта кадру, не чекаючи повернення по кільцю цього кадру з бітом підтвердження прийому. У цьому випадку пропускна здатність кільця використовується більш ефективно, тому що по кільцю одночасно просуваються кадри декількох станцій. Проте свої кадри в кожний момент часу може генерувати тільки одна станція — та, котра в цей момент володіє маркером доступу. Інші станції в цей час тільки повторюють чужі кадри, тому принцип поділу кільця в часі зберігається, прискорюється тільки процедура передачі володіння кільцем.

Для різних видів повідомлень, переданих кадрами, можуть призначатися різні пріоритети: від 0 (нижчий) до 7 (вищий). Рішення про пріоритет конкретного кадру приймає передавальна станція (протокол Token Rіng одержує цей параметр через міжурівневі інтерфейси від протоколів верхнього рівня, наприклад прикладного). Маркер також завжди має деякий рівень поточного пріоритету. Станція має право захопити переданий їй маркер тільки в тому випадку, якщо пріоритет кадру, що вона хоче передати, вище (або дорівнює) пріоритету маркера. У противному випадку станція зобов'язана передати маркер наступній по кільцю станції.

За наявність у мережі маркера, причому єдиної його копії, відповідає активний монітор. Якщо активний монітор не одержує маркер протягом тривалого часу (наприклад, 2,6 с), то він породжує новий маркер.