Token Ring

Token Ring

Tipu	protocolu de redes d'ordenadores y teunoloxía

Token Ring ye una arquiteutura de rede desenvuelta por IBM nos años 1970 con topoloxía lóxica n'aniellu y téunica d'accesu de pasu de testigu, usando un frame de 3 bytes llamáu token que viaxa alredor del aniellu. Token Ring ta recoyío nel estándar IEEE 802.5. En desusu pola popularización d'Ethernet; anguaño nun ye emplegada en diseños de redes.

El IEEE 802.5 ye un estándar pol Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), y define una rede d'área llocal LAN en configuración d'aniellu (Ring), con métodu de pasu de testigu (Token) como control d'accesu al mediu. La velocidá del so estándar ye de 4 o 16 Mbps cuando ye implementáu sobre cables de filos de cobre, esisten implementaciones de mayor velocidá tantu sobre filos de cobre CDDI como sobre fibra óptica FDDI la cual llega a los 100 Mbps y 200 km d'estensión.

El diseñu d'una rede de Token Ring foi atribuyíu a E. E. Newhall nel añu 1969. IBM publicó per primer vegada la so topoloxía de Token Ring en marzu de 1982, cuando esta compañía presentó los papeles pal proyeutu 802 del IEEE. IBM anunció un productu Token Ring en 1984, y en 1985 ésti aportó a un estándar de ANSI/IEEE.

Ye casi idéntica y totalmente compatible cola rede del token ring de IBM. Ello ye que la especificación de IEEE 802.5 foi modelada dempués del token ring, y sigue a la solombra d'ésta. Amás, el token ring de la IBM especifica una estrella, con toles estaciones del estremu xuníes a un dispositivu al que se-y llama "unidá del accesu multiestación" (MSAU). En contraste, IEEE 802.5 nun especifica una topoloxía, anque virtualmente tol IEEE 802.5 puestu en práctica basar nuna estrella, y tampoco especifica un tipu de medios, ente que les redes del token ring de la IBM utilicen el tamañu del campu d'información d'encaminamientu.

El IEEE 802.5 soporta dos tipos de frames básicos: tokens y frames de comandos y de datos. El Token ye una trama que circula pol aniellu nel so únicu sentíu de circulación. Cuando una estación desea tresmitir y el Token pasa por ella, tomar. Ésti namái puede permanecer nel so poder un tiempu determináu (10 ms). Tienen un llargor de 3 bytes y consiste nun allindiador d'entamu, un byte de control d'accesu y un allindiador de fin. Tocantes a los Frames de comandos y de datos pueden variar en tamañu, dependiendo del tamañu del campu d'información. Los frames de datos tienen información pa protocolos mayores, ente que los frames de comandos contienen información de control.

Esisten varies diferencia notables ente Token Ring y Ethernet:

• L'accesu a Token Ring ye más determinista comparáu coles conexones Ethernet basaes en CSMA/CD
• Ethernet almite conexones direutes ente dos tarxetes de rede por aciu l'usu d'un cable cruzáu o por aciu la detección automática, si ye dexada. Ente que Token Ring nun soporta dichu usu.^[1]
• Token ring esanicia'l choque por aciu l'usu d'un símbolu d'un solu usu y apueste pola lliberación temprana pa solliviar el tiempu d'inactividá. Ethernet sollivia'l choque pol accesu múltiple del sentíu del portador y pol usu d'un switch intelixente; Los dispositivos primitivos de Ethernet como los hubs pueden bastiar choques por cuenta de la repetición del tráficu a palpu.^[2]
• Les tarxetes de rede Token Ring son capaces d'autu detectar la velocidá, enrutamiento y son capaces de conduciles al traviés de varies Unidaes d'Accesu Multistation (MAU) qu'operen ensin enerxía (la mayoría de MAUs operen d'esta manera, riquiendo solamente una fonte d'alimentación pa LEDs). Les tarxetes de interfaz de rede Ethernet pueden funcionar teóricamente nun concentrador pasivu en ciertu grau, pero non como una LAN grande, amás la cuestión de los choques inda ta presente.^[3]
• Token ring emplega "prioridá d'accesu" na que ciertos nodos pueden tener prioridá sobre'l token. Unswitched Ethernet nun tien suministru pa un sistema de prioridá d'accesu, yá que tolos nodos tienen el mesmu comportamientu mientres el tráficu.
• Múltiples d'idéntiques direiciones MAC son compatibles con token ring (una carauterística utilizada por mainframes S/390 ). Switched Ethernet nun puede almitir direiciones MAC duplicaes ensin xenerar errores.^[4]
• Token Ring ye más complexu que Ethernet, riquiendo un procesador especializáu y firmware con llicencia MAC / LLC pa cada interfaz. Otra manera, Ethernet inclúi tanto'l firmware (más simple) como la llicencia con menor costu nel chip MAC. El costu d'una interfaz de token ring usando'l Texas Instruments TMS380C16 MAC y PHY ye aproximao tres veces el d'una interfaz Ethernet usando l'Intel 82586 MAC y PHY.
• Primeramente, dambes redes utilizaben cables costosos, pero una vegada que Ethernet taba estandarizada para par trenzado non blindáu con 10BASE-T (Cat 3) y 100BASE-TX (Cat 5 (y)), tenía una clara ventaya y les ventes aumentaron notablemente.
• Entá más significativu foi al comparar los costos xenerales del sistema, pos el costu enforma mayor de los puertos del enrutador y les tarxetes de rede pa token-ring vs Ethernet. L'apaición de switches Ethernet supunxo la gota final qu'apino'l vasu.

• Utiliza una topoloxía lóxica n'aniellu, anque per mediu d'una unidá d'accesu d'estación múltiple (MSAU o MAU), la rede puede trate como si fuera una estrella. Tien topoloxía física estrella y topoloxía lóxica n'aniellu.
• Utiliza cable especial apantallado, anque'l cableaxe tamién puede ser par trenzado.
• El llargor total de la rede nun puede superar los 366 metros.
• La distancia ente un ordenador y el MAU nun puede ser mayor que 100 metros (pola degradación de la señal dempués d'esta distancia nun cable de par trenzado).
• A cada MAU pueden conectase ocho ordenadores.
• Estes redes algamen una velocidá máxima de tresmisión que bazcuya ente los 4 y los 16 Mbps.
• Darréu'l High Speed Token Ring (HSTR) alzó la velocidá a 110 Mbps pero la mayoría de redes nun la soporten.

• Formatu de trama:

1 byte	1 byte	1 byte	6 bytes	6 bytes	>= 0	4 bytes	1 byte	1 byte
SD	AC	FC	Dir. Destín	Dir. Orixe	Info	FCS	ED	FS

• Formatu del testigu:

SD

AC

ED

• SD/ED (Start / Ending designator): Codificación HH o LL (Non válidos en Mánchester Diferencial).
• AC: Access control.

PPP

T

M

RRR

• PPP: Prioridá.
• T: Testigu (Si/Non).
• M: Monitorización.
• RRR: Reserva de prioridá.

• FC: Frame Control (Tipu)

• Datos (LLC-PDU).
• Control (Caltenimientu y operación de la rede).

• FCS: CRC por errores.
• FS: Frame Status, sirve pa confirmación MAC.

A

C

rr

A

C

rr

• A: Pasóse pol destín.
• C: El destinatario lleer.

• La idea ye caltener el testigu circulando viviegamente pol aniellu, por que cualquier estación que deseye tresmitir pueda faelo cuando ésti pase por ella. Nesti puntu, la estación que recibe'l testigu verifica'l campu de prioridá d'ésti, si los datos que desea unviar tienen una prioridá mayor o igual, entós retién el testigu mientres el Token Holding Time (máximu tiempu que puede tener el token (testigu) una estación - 10 ms) o hasta que nun tenga más data pa unviar (lo qu'asoceda primeru) y empecipia la so tresmisión. A midida que les trames van percorriendo l'aniellu, cada estación verifica si la direición Destino correspuende cola mesma, de nun ser asina, a cencielles ignorar. En casu contrariu, la estación receptora va copiar la trama (notificando esto al marcar el bit de Copiáu en 1) y d'alcuerdu al resultáu de la operación, el bit A tamién va ser encendíu; darréu, dexa que la trama siga circulando pol aniellu por que al llegar al emisor ésta sía retirada. Finalmente, l'emisor tien d'inyectar un nuevu testigu nel aniellu, con prioridá X (onde X va ser la prioridá primeramente marcada nel testigu primero que la nuesa estación retener de mano la tresmisión), l'oxetivu d'esto ye que les estaciones con datos que la so prioridá ye más baxa nun sufran de inanición y puedan tresmitir.

Tips:

• Hosts con datos de prioridá P (8 niveles).
• Captura del testigu: Aprovecha SD del testigu ya introduz la so trama namái si la prioridá del testigu ye menor o igual que la de los datos a tresmitir.

• Estación supervisora:

• Monitoriza la rede.
• Unvia dacuando una trama de control (AMP: Monitor Activu Presente).
• Vixila la presencia del testigu:

• Si nun lu atopa tres ciertu tiempu, poner de nuevu en circulación.

• Vixila'l llargor del testigu por que sía mayor o igual que 24 bits (un testigu completu) añadiendo más si ye necesariu.
• Vixila la presencia de trames güérfanes -> retirar:

• Enciende'l bit M de la trama al pasar por ella (estación supervisora), si per segunda vegada la trama ye recibida col bit M encendíu, ésta ye refugada.

• Vixila la presencia de trames mutilaes -> retirar.

• Reserva:

• Sobre'l campu RR d'una trama de datos.
• La encargada de retirar la trama pon en circulación el testigu con esi nivel de prioridá.
• Les reserves pueden reescribise por otres de mayor prioridá, guardar y úsense dempués.

• IEEE