М. М. Мусаев компьютер тизимлари ва тармоқлари

5.7. Token Ring технологияси

Ажралувчи муҳитли локал тармоқларда қўлланувчи ушбу технологиянинг Ethernet технологиясидан фарқини кўриб чиқамиз. Унга кўп вақтлар локал тармоқларда муваффақиятли ишлаб келган Token Ring ва FDDI технологиялари киради. Улар ишончлилик, унумдорлик ва қамраб олиш соҳалари бўйича юқори кўрсаткичларини талаб қилади. Коммутацияланувчи локал тармоқлар пайдо бўлгунга қадар айтиб ўтилган кўрсаткичлари бўйича бу тармоқлар Ethernet тармоқдан афзал бўлган. Шунинг учун ҳам ишончлилик ва унумдорлик муҳим ҳисобланаган локал тармоқ магистралларини ёки молия ва давлат ташкилотларининг тармоқларини қуришда айнан уларни афзал топишган. Token Ring ва FDDI технологияларида муҳитни бир мунча фойдали ажратувчи детерминаллашган фойдаланиш усули қўлланилади.

Token Ring ва FDDI технологиялари физик алоқани ҳалқа топологиясидан фойдаланган ҳолда тармоқнинг ишчи ҳолатини автоматик назорат қила олади. Бундан ташқари FDDI тармоғи бузилишдан сўнг тармоқни автоматик тиклашни таъминлайди. Бунинг учун боғламаларни улаш учун иккита ҳалқа қўлланади.
Компаниялар турли хил компьютерлар синфи - мэйн­фреймлар, мини-компьютерлар ва шахсий компьютерлар асосида қурилган локал тармоқ қуришнинг асосий технологияси сифатида Token Ring технологиясидан кўп вақт фойдаланишар эди. Фақат охирги вақтларда устунлик Ethernet оиласи вакилларига тегишли.
Token Ring тармоғи иккилик битли – 4 ва 16 Мбит/с тезликда ишлайди. Битта ҳалқада ҳар хил тезликда ишловчи станцияларга рухсат берилмайди. 16 Мбит/с тезликда ишловчи Token Ring тармоғи 4 Мбит/с стандарти билан солиштирганда бир қанча мукаммаллаштирилган эркин фойдаланиш алгоритмларига эга.
Token Ring технологияси Ethernet технологиясига нисбатан мураккаб бўлиб, бузилишга барқарорлик хусусиятига эга бўлади. Token Ring тармоқларида тармоқни назорат қилиш алгоритми аниқланган бўлиб, бунда у ўзининг қайтиш алоқа хусусиятига суянади. Ҳалқасимон структурада жўнатилган кадр ҳар доим жўнатувчи станциянинг ўзига қайтиб келади. Баъзи ҳолларда тармоқда аниқланган хатоликлар автоматик ҳал қилинади, масалан, йўқотилган токен тикланиши мумкин. Бошқа ҳолларда хатоликлар фақат рўйхатга олиниб, уларни ҳал қилиш хизматчи ходим ёрдамида қўлда амалга оширилади.
Ҳалқани инициализациялаш вақтида танланувчи ва актив монитор деб аталувчи станциялардан бири тармоқни назорат қилиш вазифани бажаради. Бунда танлов шарти МАС-манзилнинг максимал қиймати бўлади. Агар актив монитор ишдан чиқса, ҳалқани инициализациялаш амали такрорланади ва янги актив монитор танланади. Тармоқ актив мониторнинг бузилганлигини аниқлаши учун монитор охирги ишчи ҳолатида ҳар 3 секундда ўзининг борлигини билдирувчи махсус кадр генерация қилади. Агар ушбу кадр 7 секунддан ортиқ вақтда пайдо бўлмаса, тармоқнинг қолган станциялари актив мониторни танлаш амалини бошлайди.
Token Ring тармоғи ажратиладиган муҳитлардан ишлаш қоидаси юқорида кўрилган токенни (маркерни) узатиш йўли билан фойдаланади. Token Ring тармоғида ихтиёрий станция фақат битта станциядан, яъни ҳалқада ўзидан олдинда турган станциядан маълумот олади. Узатганда эса ҳалқада маълумот оқими бўйича энг яқин қўшнисига узатади.
Токенни олган станция таҳлил ўтказади ва ўзида жўнатадиган маълумот йўқлигини аниқласа, токенни кейинги станцияга узатади. Узатиш учун маълумотлари бор станция токен келгач уни ўзига олади. Бу билан ўзининг маълумотларини жўнатиш учун физик муҳитдан эркин фойдаланишни қўлга киритади. Кейин эса бу станция белгиланган форматда кадр маълумотларни битлар кетма кетлигида ҳалқа бўйича узатади. Кадрларда қабул қилувчининг ва жўнатувчининг манзиллари бўлади.
Ҳалқа бўйича узатилган маълумотлар ҳар доим бир станциядан кейингисига ўтиб, бир йўналиш бўйича ҳаракатланади. Ҳалқанинг барча станциялари кадрни битлаб такрорловчи каби қайта трансляция қилади. Агар кадр белгиланган станциядан ўтаётган бўлса, у ҳолда станция ўзининг манзилини аниқлаб кадрни ўзининг ички буфер хотирасига кўчириб олади ва кадрга қабул қилиб олинганлиги ҳақидаги тасдиқни билдирувчи маълумотни жойлаштиради. Ҳалқада кадрларни жўнатувчи станция кадр қабул қилинганлиги ҳақидаги тасдиқни олгач, ўзининг кадрини ҳалқадан олади ва тармоққа янги, яъни тармоқнинг бошқа станцияларига маълумот узатиш имконини берувчи токенни узатади.
5.13-расмда тавсифланган муҳитдан эркин фойдаланиш алгоритмининг вақт диаграммаси тасвирланган. Бу ерда 6 та станциядан иборат ҳалқада 1-станциядан 3-станцияга пакетни узатиш кўрсатилган. Жараён 1-станция токенни қабул қилиб ва А пакетни ҳалқа бўйича узатиш билан бошланади. 3-станция томонидан А пакет қабул қилингани ва кўчириб олинганидан сўнг пакетга иккита хусусият, яъни А манзилни аниқлаш хусусияти ва пакетни буферга кўчириб олинганлик хусусияти ўрнатилади. Расмда бурчак билан пакетни буферга кўчириб олиш хусусияти кўрсатилган, яъни бу маълумот кўчириб бўлинганлиги ва тўртинчи станциядан бошлаб кўчириш лозим бўлмайди. Пакет жўнатувчига (1-станцияга) қайтиб келганидан сўнг у жўнатувчи манзили бўйича ўзининг пакетини танийди ва пакетни ҳалқадан ўчиради. 3-станцияга ўрнатилган хусусият жўнатувчи станцияга пакет белгиланган манзилгача етиб борганлигини ва буфер хотирага муваффақиятли кўчириб олинганлигини билдиради.

Token Ring тармоқларида ажратиладиган муҳитга эгалик қилиш токенни ушлаб туриш вақти деб аталувчи белгиланган катталик билан чекланади. Ушбу вақт тугаганидан сўнг станция ўз маълумотларини узатишни тўхтатиши зарур (жорий кадрга тугаллаш учун рухсат берилади) ва токен ҳалқа бўйича узатилади. Станция токенни ушлаб туриш вақтида кадр ўлчамига ва токенни ушлаб туриш вақтига қараб бир ёки бир нечта кадрларни узатишга улгуриши мумкин.

Одатда токенни ушлаб туриш вақти 10 мс бўлиб, стандартда кадрнинг максимал ўлчами аниқланмаган. 4 Мбит/с тармоқлар учун у 4 Кбайтга тенг бўлиб, 16 Мбит/с тармоқлар учун эса – 16 Кбайт. Бу эса станция токенни ушлаб турганда камида битта кадрни узатишга улгуриши билан боғлиқ. 10 мс вақт ичида 4 Мбит/с тезликда 5000 байт маълумот узатиш мумкин бўлиб, 16 Мбит/с тезликда эса 20 000 байт маълумот узатилади. Кадрнинг максимал ўлчами бир мунча захира билан олинган.
Кадрларда жўнатилувчи турли хил кўринишдаги хабарлар учун турлича даражалар тартиби билан белгиланиши мумкин: 0 дан (паст), 7 дан (юқори). Аниқ кадр тартибини узатувчи станция ҳал қилади (Token Ring протоколи ушбу параметрларни оралиқ поғона орқали юқори поғонадаги протоколдан, мисол учун амалий поғонадан олади). Токен ҳам тартиб бўйича айрим даражага эга бўлади. Станция ўзига узатилган токенни фақатгина у жўнатмоқчи бўлган кадр тартиб даражаси токен тартиб даражасидан юқори бўлганда (ёки тенг бўлганда) токенни ўзида олиб қолиши мумкин. Акс ҳолда станция токенни ҳалқа бўйича кейинги станцияга узатишга мажбур.
Тармоқда токеннинг мавжудлиги, бундан ташқари уни ягона нусхада эканлигига актив монитор жавоб беради. Агар актив монитор белгиланган вақт оралиғида (мисол учун 2,6 с.) токенни олмаса, у ҳолда янги токенни яратади.
IBM фирмасининг Token Ring стандарти аввалдан концентраторлар ёрдамида тармоқ алоқаларини қуришни назарда тутган (5.14-расм). Token Ring тармоғи 260 тагача узеллардан иборат бўлиши мумкин. Концентраторлардан фойдаланиш Token Ring тармоғини физик жиҳатдан юлдуз топологиясига, мантиқий жиҳатдан эса ҳалқага олиб келади.

Token Ring концентраторлари актив ёки пассив бўлиши мумкин. Пассив концентраторлар ички алақалар билан портларни боғлайди. Бунда ушбу портлар билан боғланган станциялар ҳалқани ташкил қилади. Пассив концентраторлар сигналларни кучайтирмайди ва қайта синхронламайди.

Актив концентратор сигналларни қайта генерациялаш вазифасини бажаради ва шунинг учун ҳам уни такрорловчи деб аташ мумкин. Ушбу ҳолда сигнални кучайтириш вазифасини ҳар бир тармоқ адаптерлари ўз зиммасига олади, синхронлаш блоки ролини эса ҳалқа актив мониторининг тармоқ адаптери бажаради.
Умумий ҳолда Token Ring тармоғи юлдуз-ҳалқа комбинациясидаги конфигурациядан иборат бўлади. Охирги боғламалар концентратор билан юлдуз топологияси бўйича уланади, концентраторларнинг ўзи эса махсус Ring In (RI) ва Ring Out (RO) портлар орқали бирлаштирилади ва улар магистрал физик ҳалқани ташкил қилади.
Token Ring технологияси охирги станциялар ва концентраторларни боғлаш учун турли хил кабеллардан фойдаланилади: экранлаштирилган ва экранлаштирлмаган ўрама жуфт кабеллар, бундан ташқари оптик–толали кабель.
Token Ring ҳалқасининг максимал узунлиги 4000 метрни ташкил қилади. Token Ring технологиясидаги ҳалқанинг максимал узунлигидаги ва станциялар сонидаги чекловлар Ethernet технологияси каби қатъий эмас. Бу чекловлар кўп ҳолларда ҳалқа бўйича токен айланиш вақтига боғлиқ. Агар ҳалқа 260 станциядан иборат бўлса, у ҳолда токенни ушлаб туриш вақти 10 мс бўлганда токен актив мониторга кўпи билан 2,6 секундда қайтиб келади. Бу вақтда эса токен айланишининг тайм-аут вақтини ташкил қилади. Ушбу қоидада Token Ring тармоқ узеллари тармоқ адаптерларининг барча тайм-аутлар қийматини созлаш мумкин. Шунинг учун кўп сонли станциялардан ва узун ҳалқадан иборат Token Ring тармоғини қуриш мумкин бўлади.