Jaringan standar Token Ring menggunakan media transmisi data bersama, yang terdiri dari segmen kabel yang menghubungkan semua stasiun jaringan menjadi sebuah cincin. Jaringan Token Ring beroperasi pada dua bit rate - 4 Mb/s dan 16 Mb/s.

Cincin dianggap sebagai sumber daya bersama, dan untuk mengaksesnya, bukan algoritma acak yang digunakan, seperti dalam jaringan Ethernet, tetapi algoritma deterministik, berdasarkan pengalihan hak untuk menggunakan cincin oleh stasiun dalam urutan tertentu. Untuk memastikan akses stasiun ke lingkungan fisik, kerangka dengan format dan tujuan khusus beredar di sekitar ring - penanda (token).

Setelah menerima token, stasiun menganalisisnya, memodifikasinya jika perlu, dan, jika tidak memiliki data untuk dikirim, memastikan kemajuannya ke stasiun berikutnya. Stasiun yang memiliki data untuk ditransmisikan, setelah menerima token, mengeluarkannya dari ring, yang memberinya hak untuk mengakses media fisik dan mengirimkan datanya. Stasiun ini kemudian mengirimkan bingkai data dengan format yang telah ditetapkan ke dalam ring sedikit demi sedikit. Data yang dikirimkan selalu melewati ring dalam satu arah dari satu stasiun ke stasiun lainnya.

Ketika frame data tiba di satu atau lebih stasiun, stasiun-stasiun ini menyalin frame ini untuk dirinya sendiri dan memasukkan pengakuan penerimaan ke dalam frame ini. Stasiun yang mengeluarkan bingkai data ke ring, setelah menerimanya kembali dengan konfirmasi penerimaan, menghapus bingkai ini dari ring dan mengeluarkan token baru untuk memungkinkan stasiun lain di jaringan mengirimkan data.

Jaringan Token Ring 16 Mbps menggunakan algoritma yang sedikit berbeda untuk mengakses ring, yang disebut pelepasan awal penanda. Sesuai dengan itu, stasiun mentransmisikan token akses ke stasiun berikutnya segera setelah akhir transmisi bit terakhir dari frame, tanpa menunggu kembalinya frame ini sepanjang ring dengan bit pengakuan. Pada kasus ini keluaran cincin digunakan lebih efisien dan mendekati 80% dari nominal.

Untuk berbagai jenis pesan, data yang dikirimkan dapat ditetapkan berbeda prioritas.

Setiap stasiun mempunyai mekanisme untuk mendeteksi dan memperbaiki kesalahan jaringan akibat kesalahan transmisi atau fenomena transien (misalnya, ketika stasiun terhubung dan terputus).

Tidak semua stasiun di ring sama. Salah satu stasiun ditetapkan sebagai monitor aktif, yang berarti tanggung jawab tambahan untuk mengelola ring. Monitor aktif mengontrol batas waktu di atas ring, memunculkan token baru (jika perlu) untuk disimpan situasi kerja, dan menghasilkan kerangka diagnostik dalam keadaan tertentu. Monitor aktif dipilih saat dering diinisialisasi, dan stasiun mana pun di jaringan dapat bertindak sebagai monitor ini. Jika suatu monitor gagal karena alasan apa pun, ada mekanisme dimana stasiun lain (monitor cadangan) dapat menegosiasikan stasiun mana yang akan menjadi monitor aktif baru.

Ada tiga format bingkai berbeda di Token Ring:

kerangka data;

Urutan interupsi.

Teknologi ini diciptakan oleh IBM pada tahun 1984. Jaringan Token Ring beroperasi pada bit rate 4 dan 16 Mbps. Pencampuran sedang dikerjakan kecepatan yang berbeda dalam satu ring tidak diperbolehkan. Teknologi ini lebih kompleks daripada Ethernet. Memiliki beberapa karakteristik toleransi kesalahan awal. Jaringan seperti itu menggunakan fungsi kontrol robot jaringan yang beroperasi berdasarkan prinsip masukan. Prinsip ini bekerja pada struktur berbentuk cincin. Bingkai yang dikirim selalu kembali ke pengirimnya. Terkadang kesalahan jaringan teratasi secara otomatis. Apa yang mengurangi.

Dalam jaringan seperti itu, peran tersebut digunakan monitor aktif untuk mengendalikan jaringan ini. Monitor semacam itu dipilih saat menghubungkan cincin, dan parameter pemilihan utama adalah nilai maksimum alamat MAC stasiun. Jika selama pengoperasian jaringan, monitor tidak mengirimkan bingkai khusus setiap 3 detik, maka monitor baru akan dipilih. Memilih monitor secara acak adalah salah satunya kemungkinan alasan.

Dalam jaringan seperti itu, setiap stasiun selalu menerima data hanya dari stasiun sebelumnya dalam jaringan dan mengirimkan data ke stasiun berikutnya di ring. Data yang dikirim selalu bergerak dalam satu arah sepanjang ring. Ketika sebuah frame melewati stasiun tujuan, stasiun tersebut, setelah mengenali alamatnya, menyalin frame tersebut ke dirinya sendiri dan memasukkan data konfirmasi penerimaan ke dalam frame. Pada Gambar.1. algoritma untuk topologi seperti itu ditampilkan. Gambar tersebut menunjukkan pengiriman paket A dalam sebuah ring yang terdiri dari 6 stasiun. Paket berpindah dari stasiun 1 ke 3. Ketika melewati stasiun 3 (tujuan), paket A berisi dua tanda - tanda A bahwa paket dikenali, dan tanda C bahwa paket disalin. Ketika paket kembali ke stasiun 1, paket tersebut mengenali paket tersebut berdasarkan parameter yang disertakan oleh penerima (stasiun 3) dan mengeluarkannya dari ring. bekerja di sini.

Waktu penahanan token adalah waktu kepemilikan media bersama dalam jaringan, yang dibatasi oleh sebuah konstanta. Ketika waktunya telah habis, stasiun harus berhenti menyiarkan data pribadi dan menyebarkan token lebih jauh di sepanjang ring. Waktu penahanan token biasanya adalah 10 ms, dan frame maksimum dalam standar 802.5 tidak ditentukan. Untuk jaringan 4 Mbit/s - 4 KB, dan untuk 16 Mbit/s - 16 KB. Hal ini dilakukan agar stasiun memiliki waktu untuk mengirimkan setidaknya satu frame. Hal ini dilakukan untuk meningkatkan.

Gambar 1

Ada juga prioritas bingkai - dari 0 (terendah) hingga 7 (tertinggi). Stasiun dapat menyimpan token hanya jika prioritas frame lebih rendah dari frame pribadi yang ditransmisikan lebih jauh di sepanjang jaringan. Jika tidak, stasiun harus mentransfer token tanpa menahannya.

Lapisan fisik teknologi

Jaringan ini awalnya dibangun menggunakan disebut juga beberapa perangkat akses. Jaringan dapat memiliki hingga 260 node. Jaringan memiliki topologi bintang fisik dan topologi cincin logis. Hub jaringan ini bisa aktif atau pasif. Hub pasif menghubungkan port sehingga stasiun membuat cincin. Itu tidak memperkuat atau melakukan sinkronisasi. Hub aktif juga melakukan fungsi penguatan sinyal. Dan itu bisa disebut repeater. Dengan banyaknya hub pasif, peran penguat sinyal diambil alih, dan peran sinkronisasi diambil oleh adaptor monitor aktif.

Teknologi Token Ring memungkinkan Anda untuk mengimplementasikannya jenis yang berbeda kabel: UTP-3, STP-1,UTP-6 dan kabel serat optik. Dalam topologi ini, tidak ada batasan ketat mengenai panjang dering maksimum dan jumlah stasiun. Semua parameter retensi token, dll. dapat dikonfigurasi. Jadi, Anda dapat membangun dalam skala apa pun.

Fitur FDDI

Teknologi ini merupakan turunan langsung dari Token Ring. Jaringan ini didasarkan pada dua cincin serat optik yang mengimplementasikan jalur cadangan dan jalur utama untuk mengangkut informasi antar node. Kehadiran dua ring merupakan sarana utama untuk meningkatkan toleransi kesalahan dalam jaringan FDDI. Perbedaan antara FDDI dan Token Ring:

• Waktu tunggu token di jaringan FDDI bergantung pada beban cincin, tetapi hanya untuk lalu lintas asinkron.
• Tidak ada prioritas bingkai; ada dua kelas - sinkron dan asinkron. Sinkronisasi selalu dilayani bahkan ketika cincin di-boot ulang.

Dalam jaringan FDDI, stasiun dan hub dapat dihubungkan dengan dua cara.

• Koneksi ganda— koneksi simultan ke dering sekunder dan primer.
• Koneksi tunggal— koneksi hanya ke ring utama.

Teknik koneksi ditunjukkan pada Gambar 2. Dan teknik konfigurasi ulang ditunjukkan pada Gambar.3.

Gambar 2

Metode akses Token Ring dikembangkan oleh IBM dan tetap menjadi teknologi inti jaringan lokal, meski tidak sepopuler Ethernet. Kecepatan transfer data di jaringan penanda versi lama adalah 4 Mbit/s atau 16 Mbit/s, dan di jaringan berkecepatan tinggi baru adalah 100 Mbit/s. Metode komunikasi token ring menggunakan topologi fisik star yang dipadukan dengan logika topologi ring. Meskipun setiap node terhubung ke hub pusat, paket berpindah dari satu node ke node lainnya seolah-olah tidak ada titik awal dan akhir. Setiap node terhubung satu sama lain menggunakan Multistation Access Unit (MAU). MAU adalah hub khusus yang memastikan transmisi paket melalui rantai komputer tertutup. Karena paket berjalan mengelilingi ring, tidak ada terminator di stasiun kerja atau MAU.

Penanda- bingkai khusus yang terus ditransmisikan di sekitar ring untuk menentukan momen kapan node tertentu dapat mengirim paket. Frame ini memiliki panjang 24 bit dan terdiri dari tiga field 8-bit: start flag (SD), access control field (AC) dan end flag (ED). Tanda awal adalah kombinasi sinyal yang berbeda dari sinyal lain pada jaringan, yang mencegah terjadinya salah tafsir pada medan. Sepertinya sinyal data hilang. Kombinasi unik delapan bit ini hanya dapat dikenali sebagai flag awal bingkai (SOF).

Bidang kontrol akses (8-bit) menunjukkan apakah bingkai yang berisi data dilampirkan ke token, yaitu bidang ini menentukan apakah bingkai tersebut membawa data atau bebas untuk digunakan oleh beberapa node. Terminator juga merupakan sinyal tanpa data yang dikodekan secara unik. Delapan bitnya mewakili sinyal yang tidak dapat disamakan dengan tanda awal atau diartikan sebagai data. Bagian token ini menentukan apakah node masih harus mengirimkan frame berikutnya (ID frame terakhir). Ini juga berisi informasi tentang kesalahan yang terdeteksi oleh stasiun lain.

Dalam sebagian besar implementasi, hanya ada satu token per ring, meskipun spesifikasi IEEE mengizinkan dua token dalam jaringan yang beroperasi pada 16 Mbps atau lebih. Sebelum sebuah node mulai melakukan transmisi, node tersebut harus mencegat token tersebut. Sampai node aktif selesai, tidak ada node lain yang dapat memperoleh token dan mengirimkan data. Stasiun yang telah memperoleh token membuat bingkai yang memiliki tanda awal dan bidang kontrol akses di awal bingkai tersebut. Terminator ditempatkan di akhir frame yang diberikan. Frame yang diterima dikirim mengelilingi ring dan ditransmisikan hingga mencapai node target. Node tujuan mengubah nilai dua bit, menunjukkan bahwa frame telah mencapai tujuannya dan data telah dibaca. Node target kemudian menempatkan frame tersebut kembali ke jaringan, di mana frame tersebut dilewatkan mengelilingi ring hingga stasiun pengirim menerima frame tersebut dan memverifikasi bahwa ia telah menerimanya. Stasiun pengirim kemudian menghasilkan frame berikutnya dengan token dan data yang dienkapsulasi, atau membuat token tanpa data, mengembalikan token ke ring sehingga stasiun lain dapat menggunakannya.

Pada Gambar. Gambar 3.3 menunjukkan bingkai cincin penanda dengan bidang penanda yang ditambahkan ke bidang data. 16 bit pertama ditempati oleh atribut start dan bidang kontrol akses. Berikutnya adalah bidang kontrol bingkai. Bidang ini mengidentifikasi bingkai sebagai bingkai data atau sebagai bingkai yang ditujukan untuk manajemen jaringan (misalnya, sebagai bingkai yang berisi kode kesalahan jaringan). Dua field berikutnya panjangnya 16 atau 48 bit dan digunakan untuk pengalamatan. Bidang pertama berisi alamat simpul tujuan, dan bidang kedua berisi alamat simpul sumber. Berikutnya adalah routing data field (RIF), yang panjangnya 144 bit atau kurang. Bidang ini berisi data perutean awal yang dapat digunakan pada lapisan Jaringan model OSI.

Beras. 3.3. Representasi bitwise dari format bingkai Token Ring 802.5

Tiga bidang berikutnya—bidang titik akses layanan target (DSAP), bidang titik akses layanan sumber (SSAP), dan bidang kontrol (CTRL)—memiliki fungsi dan ukuran yang sama seperti pada frame 802.3 dan Ethernet II. Bidang DSAP mengidentifikasi host tujuan SAP, dan bidang SSAP menunjukkan dari titik akses mana frame dikirim, seperti Novell atau TCP/IP. Bidang kontrol 8 atau 16-bit menentukan apakah frame berisi data atau informasi kontrol kesalahan. Bidang data mengikuti bidang kontrol. Ini berisi data atau kode kesalahan yang digunakan untuk mengelola jaringan. Bidang data tidak memiliki ukuran yang telah ditentukan sebelumnya. Bidang checksum 32-bit (FCS) digunakan untuk memverifikasi integritas seluruh frame. Seperti frame Ethernet, ia menggunakan algoritma coded redundancy check (CRC) untuk memastikan bahwa sinyal dikirim dan diterima dengan benar. Checksum dalam frame yang diterima harus sesuai dengan nilai yang dikirim.

Bagian terakhir dari token, terminator, mengikuti bidang checksum dari frame. Bidang ini berisi informasi yang menginformasikan node penerima bahwa akhir frame telah tercapai. Bidang ini juga menunjukkan apakah frame berikutnya akan dikirim dari node sumber atau apakah frame ini adalah yang terakhir. Selain itu, kolom ini mungkin berisi informasi bahwa stasiun lain telah mendeteksi kesalahan dalam frame. Jika frame mengandung kesalahan, frame tersebut akan dihapus dari jaringan dan kemudian dikirim kembali oleh node pengirim.

Bidang terakhir dalam bingkai token ring adalah bidang status bingkai 8-bit. Dua bit bidang ini sangat penting bagi node pengirim: bit pengenalan alamat menunjukkan bahwa node target "melihat" alamatnya terdapat dalam bingkai; Bit salinan bingkai menentukan apakah node target menyalin bingkai yang dikirim atau apakah ada kesalahan.

Di setiap token ring, satu node bertindak sebagai pemantau aktivitas atau operator. Biasanya, tugas-tugas ini dilakukan oleh stasiun pertama yang ditemukan setelah jaringan diluncurkan. Dispatcher bertanggung jawab untuk menyinkronkan paket di seluruh jaringan dan membuat bingkai token baru jika terjadi masalah. Pada interval beberapa detik, operator mengirimkan frame siaran ke sublapisan MAC, yang menunjukkan bahwa operator sedang beroperasi. Bingkai atau paket siaran ditujukan ke semua node di jaringan. Node stasiun kerja lainnya adalah operator cadangan. Secara berkala, mereka menghasilkan frame siaran, yang disebut frame kehadiran operator siaga, yang mengonfirmasi kesehatan node dan kemampuannya untuk menggantikan operator aktif jika gagal.

Bingkai siaran dihasilkan pada Lapisan Tautan model OSI, dan bidang tujuannya diisi dengan bidang biner. Paket siaran dihasilkan pada lapisan Jaringan model OSI dalam jaringan yang menggunakan protokol IP. Alamat tujuannya adalah 255.255.255.255. Selain siaran, ada paket searah yang ditransmisikan hanya ke node target yang menjadi tujuan paket tertentu. Selain itu, ada paket multicast yang dikirimkan pengirim ke beberapa node target, dengan masing-masing node menerima salinan paket tersebut.

Jika tidak ada siaran dari pengontrol aktif atau siaga, ring memasuki status "suar". Keadaan ini dimulai ketika beberapa node menghasilkan apa yang disebut bingkai suar yang menunjukkan deteksi beberapa kesalahan. Cincin tersebut mencoba menyelesaikan kesalahan secara otomatis, misalnya dengan menetapkan manajer aktif baru jika manajer asli gagal. Setelah memasuki status pemancaran suar, transmisi token data dihentikan hingga masalah teratasi.

Token ring adalah topologi yang sangat kuat dan oleh karena itu terkadang digunakan dalam konfigurasi kritis. Salah satu keuntungan token ring dibandingkan jaringan Ethernet adalah jarang mengalami badai siaran atau pertikaian antar stasiun kerja. Badai siaran terkadang terjadi pada jaringan Ethernet ketika sejumlah besar komputer atau perangkat mencoba mengirimkan data pada saat yang sama, atau ketika komputer atau perangkat terjebak dalam loop transmisi. Konflik jaringan juga terjadi di jaringan Ethernet ketika adaptor jaringan yang rusak terus mengirimkan paket siaran, meskipun jaringan sedang sibuk. Masalah seperti ini jarang terjadi pada jaringan token karena hanya satu node yang dapat mengirimkan data pada satu waktu.

Teknologi Token Ring dikembangkan oleh IBM pada tahun 1970an. Jaringan yang dibangun berdasarkan Token Ring dirancang untuk kecepatan pertukaran 4 dan 16 Mbit/s dengan jumlah segmen hingga 250. IEEE mengadopsi teknologi ini sebagai standar IEEE 802.5 pada tahun 1985. Pada saat yang sama, topologi tidak ditentukan dalam standar IEEE 802.5, dan lingkungan jaringan tidak diatur.

Skema transmisi data. Sebuah stasiun dapat mulai mentransmisikan data hanya setelah menerima token akses frame -B khusus dari stasiun sebelumnya. Jika stasiun siap untuk mengirimkan data, maka

• 1) simpul pengirim:
  • menunggu untuk menerima token,
  • menangkap penanda (on waktu tertentu, setelah itu stasiun harus menyelesaikan transmisi frame berikutnya dan mentransfer token akses ke stasiun berikutnya),
  • mengubah satu bit pada marker, mengubah marker menjadi flag awal B pada frame, menyisipkan informasi untuk dikirim ke dalam frame,
  • mengirimkan frame ke stasiun berikutnya;
• 2) frame yang dikirimkan ke jaringan akan bergerak sepanjang jaringan dari stasiun ke stasiun hingga mencapai node yang dituju;
• 3) simpul tujuan:
  • menyalin informasi yang diperlukan,
  • menyetel bendera salinan (FCI), mengonfirmasi keberhasilan pengiriman bingkai ke tujuan,
  • mengembalikan frame ke jaringan,
  • frame terus bergerak melalui jaringan dari stasiun ke stasiun sampai B mencapai node pengirim, di mana ia dihancurkan; Dengan memeriksa API (indikator pengenalan bingkai tujuan), diperiksa apakah stasiun tujuan terhubung ke jaringan.

Sistem prioritas. Dalam bingkai Token Ring, dua bidang bertanggung jawab untuk kontrol akses - Sebuah prioritas Dan reservasi.

Sebuah stasiun hanya dapat memperoleh token jika prioritasnya sama atau lebih tinggi dari prioritas token tersebut. Jika token telah ditangkap dan diubah menjadi bingkai informasi, maka hanya stasiun dengan prioritas lebih tinggi dari B pada stasiun pengirim yang dapat memesan token untuk siklus berikutnya.

Stasiun yang telah meningkatkan prioritas token harus memulihkannya setelah transmisi selesai.

Koneksi fisik

Topologi jaringan Token Ring dapat dilihat dari dua perspektif:

• secara logis - sebuah cincin;
• secara fisik - sebuah bintang.

Masing-masing stasiun terhubung ke jaringan melalui hub khusus - beberapa perangkat akses (Unit Akses Multistasiun, MSAU), yang saling berhubungan, membentuk cincin (Gbr. 4.11 dan 4.12). MSAU dapat melakukan fungsi berikut: memusatkan tugas dalam konfigurasi, mematikan stasiun yang rusak, mengontrol pengoperasian jaringan, dll. Untuk menghubungkan kabel ke MSAU, konektor B khusus digunakan, yang memastikan cincin tertutup bahkan ketika pelanggan terputus dari jaringan. Kabel berisi dua jalur komunikasi yang diarahkan berbeda. MSAU berisi relay bypass untuk mengecualikan stasiun dari ring.

Beras. 4.11.

Mekanisme untuk mendeteksi dan mencegah kegagalan dan kesalahan jaringan.

Jaringan Token Ring memiliki beberapa mekanisme untuk mendeteksi dan mencegah kegagalan dan kesalahan jaringan:

• menugaskan fungsi ke salah satu stasiun monitor aktif, yang berperan sebagai sumber sinkronisasi pusat untuk stasiun lain dalam jaringan, menghilangkan frame yang bersirkulasi tanpa henti dari ring, menghasilkan frame baru, dan memantau kinerja jaringan dengan menghapus stasiun dari ring yang merupakan sumber frame yang rusak;
• memprogram ulang MSAU untuk memeriksa masalah dan secara selektif menghapus stasiun dari ring jika perlu;
• penggunaan “sinyal” ( suar) algoritma:
• - stasiun yang mendeteksi kesalahan jaringan mengirimkan sinyal blok data yang menunjukkan domain kesalahan, terdiri dari stasiun,

pihak yang melaporkan suatu kesalahan, tetangga aktif terdekatnya, bagian hilir arus informasi, dan segala sesuatu di antaranya;

Alarm diinisialisasi proses konfigurasi ulang otomatis (konfigurasi ulang otomatis), di mana node yang berada dalam domain yang gagal secara otomatis melakukan diagnostik dalam upaya mengkonfigurasi ulang jaringan di sekitar zona gagal.

Beras. 4.12.

Format blok data. Dalam jaringan berbasis Token Ring, ada dua jenis blok data yang beredar: blok penanda(Gbr. 4.13) dan blok data/perintah(Gbr. 4.14).

Beras. 4.13.

Beras. 4.14.

Blok penanda panjangnya 3 byte. Blok data dan blok perintah dapat dimiliki ukuran yang berbeda tergantung pada ukuran informasi nol.

Blok data membawa informasi untuk protokol tingkat yang lebih tinggi, dan blok perintah berisi informasi kontrol.

Bidang Mulai Pembatas(panjang 1 byte) menunjukkan awal penanda (atau blok data/perintah), berisi struktur sinyal yang membedakannya dari blok data lainnya.

Bidang kontrol akses (kontrol akses)(panjang 1 byte) berisi komponen berikut:

• bidang prioritas;
• bidang reservasi;
• bit marker yang digunakan untuk membedakan marker dan blok data/instruksiB;
• bit monitor yang digunakan oleh monitor aktif untuk menentukan apakah ada blok di dalam ring yang bersirkulasi terus menerus atau tidak.

Bidang Pembatas Akhir(panjang 1 byte) menandakan akhir dari penanda (atau blok data/perintah), juga berisi sedikit untuk menunjukkan blok yang rusak dan sedikit untuk mengidentifikasi blok yang terakhir dalam urutan logis. Bidang Kontrol Bingkai(panjang 1 byte) menunjukkan jenis konten B dari blok - data atau informasi kontrol. Di blok kontrol, bidang ini menentukan jenis informasi kontrol. Bidang alamat pengirim Dan alamat penerima mengidentifikasi tujuan B dan stasiun sumber. Untuk IEEE 802.5, panjang alamatnya adalah 6 byte. Bidang dataB (Data) berisi data yang dikirimkan. Panjang bidang ini dibatasi oleh waktu dipegangnya penanda cincin. Bidang jumlah cek (FCS) berisiB checksum, tergantung pada konten blok data, yang dengannya integritas frame diperiksa.

Aplikasi. Jaringan berbasis teknologi Token Ring dapat digunakan untuk aplikasi yang memerlukan latensi dan yang dapat diprediksi keandalan yang tinggi, misalnya, dalam jaringan yang berinteraksi dengan mainframe.

Keuntungan dan kerugian

Keuntungan:

• dalam jaringan berbasis teknologi Token Ring tidak boleh terjadi tabrakan, karena hanya satu stasiun yang telah menangkap token yang dapat mengirimkan informasi melalui jaringan, stasiun yang tersisa terpaksa menunggu hingga token dilepaskan;
• Anda dapat menghitung waktu maksimum yang akan berlalu sebelum stasiun mana pun di jaringan dapat mulai mengirimkan data.

Kekurangan:

• Teknologi Token Ring adalah standar kepemilikan (IBM);
• Teknologi Token Ring secara praktis telah menghentikan perkembangannya;
• membangun jaringan berdasarkan teknologi Token Ring belum meluas.

• Ketika blok informasi beredar di sekitar ring, tidak ada token di jaringan. Oleh karena itu, stasiun lain yang ingin mengirimkan informasi terpaksa menunggu.

Jaringan Token-Ring diusulkan oleh IBM pada tahun 1985 (versi pertama muncul pada tahun 1980). Itu dimaksudkan untuk jaringan semua jenis komputer yang diproduksi oleh IBM. Fakta bahwa itu didukung oleh IBM produsen terbesar perangkat komputer, menunjukkan bahwa dia perlu memberikan perhatian khusus. Namun yang tidak kalah penting adalah bahwa Token-Ring saat ini merupakan standar internasional IEEE 802.5 (walaupun ada sedikit perbedaan antara Token-Ring dan IEEE 802.5). Ini menempatkan jaringan ini pada tingkat status yang sama dengan Ethernet.

Token-Ring dikembangkan sebagai alternatif yang dapat diandalkan untuk Ethernet. Dan meskipun Ethernet sekarang menggantikan semua jaringan lainnya, Token-Ring tidak dapat dianggap ketinggalan jaman. Lebih dari 10 juta komputer di seluruh dunia terhubung melalui jaringan ini.

IBM telah melakukan segalanya untuk memastikan distribusi jaringannya seluas mungkin: dokumentasi terperinci telah dirilis hingga diagram sirkuit adaptor. Akibatnya, banyak perusahaan, misalnya 3COM, Novell, Western Digital, Proteon, dan lainnya mulai memproduksi adaptor. Omong-omong, konsep NetBIOS dikembangkan khusus untuk jaringan ini, serta untuk jaringan lain, Jaringan PC IBM. Jika di jaringan PC yang dibuat sebelumnya Program jaringan NetBIOS disimpan di dalam adaptor memori permanen, maka jaringan Token-Ring sudah menggunakan program yang meniru NetBIOS. Hal ini memungkinkan respons yang lebih fleksibel terhadap fitur perangkat keras dan menjaga kompatibilitas dengan program tingkat yang lebih tinggi.

Jaringan Token-Ring memiliki topologi ring, meskipun secara lahiriah lebih terlihat seperti bintang. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa pelanggan individu (komputer) terhubung ke jaringan tidak secara langsung, tetapi melalui hub khusus atau perangkat akses ganda (MSAU atau MAU - Multistation Access Unit). Secara fisik, jaringan membentuk topologi star-ring (lihat Gambar 7). Pada kenyataannya pelanggan-pelanggan tersebut masih tergabung dalam satu ring, yaitu masing-masing pelanggan mengirimkan informasi ke satu pelanggan tetangga dan menerima informasi dari pelanggan lainnya.

Gambar 7. Topologi Star-ring pada jaringan Token-Ring

Hub (MAU) memungkinkan Anda memusatkan pengaturan konfigurasi, memutuskan sambungan pelanggan yang salah, memantau operasi jaringan, dll. (Lihat Gambar 8). Itu tidak melakukan pemrosesan informasi apa pun.

Gambar 8. Menghubungkan pelanggan jaringan Token-Ring menjadi sebuah ring menggunakan hub (MAU)

Untuk setiap pelanggan, konsentrator menggunakan unit sambungan trunk khusus (TCU - Trunk Coupling Unit), yang menyediakan penyalaan otomatis pelanggan ke dalam ring jika terhubung ke hub dan berfungsi dengan baik. Jika pelanggan terputus dari konsentrator atau rusak, TCU secara otomatis mengembalikan integritas ring tanpa intervensi. dari pelanggan ini. TCU dipicu oleh sinyal arus searah(yang disebut arus “hantu”), yang berasal dari pelanggan yang ingin bergabung dalam ring. Pelanggan juga dapat memutuskan sambungan dari ring dan melakukan prosedur self-test (pelanggan paling kanan pada Gambar 10). Arus "Phantom" tidak berpengaruh sinyal informasi, karena sinyal di dalam ring tidak memiliki komponen konstan.

Secara struktural, hub adalah unit mandiri dengan sepuluh konektor di panel depan (lihat Gambar 9).

Gambar 9. Token-Ring Hub (8228 MAU)

Delapan konektor pusat (1...8) dirancang untuk menghubungkan pelanggan (komputer) menggunakan kabel adaptor atau kabel radial. Dua konektor terluar: input RI (Ring In) dan output RO (Ring Out) digunakan untuk koneksi ke hub lain menggunakan kabel trunk khusus (kabel Path). Konsentrator tersedia dalam versi pemasangan di dinding dan desktop.

Ada konsentrator MAU pasif dan aktif. Hub yang aktif memulihkan sinyal yang datang dari pelanggan (yaitu, berfungsi seperti hub Ethernet). Hub pasif tidak memulihkan sinyal; ia hanya menghubungkan kembali jalur komunikasi.

Hub dalam jaringan dapat menjadi satu-satunya (seperti pada Gambar 10), dalam hal ini hanya pelanggan yang terhubung dengannya yang tertutup dalam ring. Secara eksternal, topologi ini terlihat seperti bintang. Jika Anda perlu menghubungkan lebih dari delapan pelanggan ke jaringan, maka beberapa hub dihubungkan dengan kabel trunk dan membentuk topologi star-ring.

Topologi ring sangat sensitif terhadap putusnya kabel ring. Untuk meningkatkan kelangsungan hidup jaringan, Token-Ring menyediakan mode yang disebut pelipatan cincin, yang memungkinkan Anda melewati titik putus.

Dalam mode normal, hub dihubungkan dalam sebuah cincin dengan dua kabel paralel, tetapi informasi hanya dikirimkan melalui salah satunya (lihat Gambar 10).

Gambar 10. Penggabungan MAU dalam mode normal

Jika terjadi kegagalan satu kabel (putus), jaringan melakukan transmisi melalui kedua kabel, sehingga melewati bagian yang rusak. Pada saat yang sama, urutan melewati pelanggan yang terhubung ke hub tetap dipertahankan (lihat Gambar 11). Benar, panjang total cincin bertambah.

Jika terjadi kerusakan beberapa kabel, jaringan terpecah menjadi beberapa bagian (segmen) yang tidak saling berhubungan, namun tetap beroperasi penuh (lihat Gambar 12). Bagian maksimal jaringan tetap terhubung seperti sebelumnya. Tentu saja, hal ini tidak lagi menyelamatkan jaringan secara keseluruhan, tetapi memungkinkan, dengan distribusi pelanggan yang benar di antara hub, untuk mempertahankan sebagian besar fungsi jaringan yang rusak.

Beberapa hub dapat digabungkan secara struktural menjadi sebuah grup, sebuah cluster, di mana pelanggan juga terhubung dalam sebuah cincin. Penggunaan cluster memungkinkan Anda menambah jumlah pelanggan yang terhubung ke satu pusat, misalnya hingga 16 (jika cluster mencakup dua hub).

Gambar 11. Meruntuhkan ring jika kabel rusak

Gambar 12. Disintegrasi cincin karena beberapa kesalahan kabel

IBM Token-Ring pertama kali digunakan sebagai media transmisi dalam jaringan. pasangan bengkok, baik yang tidak terlindung (UTP) maupun terlindung (STP), tetapi kemudian muncul opsi perangkat keras kawat koaksial, serta untuk kabel serat optik dalam standar FDDI.

Dasar spesifikasi versi klasik dari jaringan Token-Ring:

jumlah maksimum hub tipe IBM 8228 MAU adalah 12;

jumlah maksimum pelanggan dalam jaringan adalah 96;

panjang kabel maksimum antara pelanggan dan hub adalah 45 meter;

panjang kabel maksimum antar hub adalah 45 meter;

panjang maksimum kabel yang menghubungkan semua hub adalah 120 meter;

kecepatan transfer data - 4 Mbit/dtk dan 16 Mbit/dtk.

Semua karakteristik yang diberikan mengacu pada kasus penggunaan kabel twisted pair tanpa pelindung. Jika media transmisi berbeda digunakan, kinerja jaringan mungkin berbeda. Misalnya, saat menggunakan pasangan terpilin terlindung (STP), jumlah pelanggan dapat ditingkatkan menjadi 260 (bukan 96), panjang kabel - hingga 100 meter (bukan 45), jumlah hub - hingga 33, dan total panjang cincin yang menghubungkan hub - hingga 200 meter . Kabel serat optik memungkinkan Anda menambah panjang kabel hingga dua kilometer.

Untuk mentransfer informasi ke Token-Ring, kode bifase digunakan (lebih tepatnya, versinya dengan transisi wajib di tengah interval bit). Seperti halnya topologi star lainnya, tidak diperlukan pemutusan listrik tambahan atau tindakan grounding eksternal. Negosiasi dilakukan oleh perangkat keras adaptor jaringan dan hub.

Untuk menyambung kabel, Token-Ring menggunakan konektor RJ-45 (untuk unshielded twisted pair), serta MIC dan DB9P. Kabel-kabel dalam kabel menghubungkan kontak konektor dengan nama yang sama (yaitu, yang disebut kabel "lurus" digunakan).

Jaringan Token-Ring dalam versi klasiknya lebih rendah daripada jaringan Ethernet baik dari segi ukuran yang diizinkan maupun jumlah pelanggan maksimum. Dari segi kecepatan transfer, Token-Ring saat ini tersedia dalam versi 100 Mbps (High Speed ​​​​Token-Ring, HSTR) dan 1000 Mbps (Gigabit Token-Ring). Perusahaan yang mendukung Token-Ring (termasuk IBM, Olicom, Madge) tidak bermaksud meninggalkan jaringan mereka, menganggapnya sebagai pesaing yang layak Ethernet.

Dibandingkan dengan peralatan Ethernet, peralatan Token-Ring jauh lebih mahal karena menggunakan metode yang lebih kompleks dalam mengelola pertukaran, sehingga jaringan Token-Ring belum tersebar luas.

Namun, berbeda dengan jaringan Ethernet Token-Ring bertahan jauh lebih baik level tinggi memuat (lebih dari 30-40%) dan memberikan jaminan waktu akses. Hal ini diperlukan, misalnya, dalam jaringan industri, di mana keterlambatan respons terhadap peristiwa eksternal dapat mengakibatkan kecelakaan serius.

Jaringan Token-Ring menggunakan metode akses token klasik, yaitu token terus-menerus beredar di sekitar ring tempat pelanggan dapat melampirkan paket datanya (lihat Gambar 13). Hal ini menyiratkan keuntungan penting dari jaringan ini karena tidak adanya konflik, namun ada juga kelemahannya, khususnya kebutuhan untuk mengontrol integritas token dan ketergantungan fungsi jaringan pada setiap pelanggan (jika terjadi a kerusakan, pelanggan harus dikeluarkan dari ring).

Gambar 13. Metode akses token klasik

Waktu maksimum untuk mengirimkan paket ke Token-Ring adalah 10 ms. Dengan jumlah pelanggan maksimum 260, siklus dering penuh akan menjadi 260 x 10 ms = 2,6 detik. Selama waktu ini, seluruh 260 pelanggan akan dapat mengirimkan paket mereka (jika, tentu saja, mereka memiliki sesuatu untuk dikirimkan). Dalam waktu yang sama, token gratis pasti akan menjangkau setiap pelanggan. Interval yang sama adalah batas atas waktu akses Token-Ring.

Setiap pelanggan jaringan (adaptor jaringannya sendiri) harus melakukan fungsi berikut:

identifikasi kesalahan transmisi;

kontrol konfigurasi jaringan (pemulihan jaringan jika pelanggan yang mendahuluinya di ring gagal);

kontrol berbagai hubungan waktu yang diadopsi dalam jaringan.

Banyaknya fungsi tentu saja mempersulit dan meningkatkan biaya perangkat keras adaptor jaringan.

Untuk memantau integritas token dalam jaringan, salah satu pelanggan (yang disebut monitor aktif) digunakan. Di saat yang sama, perlengkapannya tidak berbeda dengan yang lain, melainkan miliknya perangkat lunak memantau hubungan waktu dalam jaringan dan membuat penanda baru jika perlu.

Monitor aktif melakukan fungsi berikut:

meluncurkan penanda ke dalam ring pada awal pekerjaan dan saat penanda menghilang;

secara teratur (setiap 7 detik) melaporkan keberadaannya dengan paket kontrol khusus (AMP - Active Monitor Present);

menghapus paket dari ring yang tidak dihapus oleh pelanggan yang mengirimkannya;

memantau waktu transmisi paket yang diizinkan.

Monitor aktif dipilih saat jaringan diinisialisasi; dapat berupa komputer mana pun di jaringan, tetapi biasanya menjadi pelanggan pertama yang terhubung ke jaringan. Pelanggan, yang telah menjadi monitor aktif, memasukkan buffernya sendiri (shift register) ke dalam jaringan, yang memastikan bahwa token akan masuk ke dalam ring bahkan dengan panjang dering minimum. Ukuran buffer ini adalah 24 bit untuk 4 Mbps dan 32 bit untuk 16 Mbps.

Setiap pelanggan terus-menerus memantau bagaimana monitor aktif menjalankan tugasnya. Jika monitor aktif karena alasan tertentu gagal, maka mekanisme khusus diaktifkan, melalui mana semua pelanggan lainnya (monitor cadangan, cadangan) memutuskan untuk menetapkan monitor aktif baru. Untuk melakukan ini, pelanggan yang mendeteksi kegagalan monitor aktif mengirimkan paket kontrol (paket permintaan token) dengan alamat MAC-nya melalui ring. Setiap pelanggan berikutnya membandingkan alamat MAC dari paket dengan miliknya sendiri. Jika alamat sendiri kurang, ia meneruskan paket tanpa perubahan. Jika lebih, maka ia menetapkan alamat MAC-nya di dalam paket. Monitor yang aktif adalah pelanggan yang nilai alamat MAC-nya lebih besar dari yang lain (dia harus menerima kembali paket dengan alamat MAC-nya sebanyak tiga kali). Tanda kegagalan monitor aktif adalah kegagalannya menjalankan salah satu fungsi yang tercantum.