Метод доступу мережи Token - ring
Метод доступу до каналу з передачею Маркер. Маркерний метод доступу - по колу постійно циркулює маркер, до якого абоненти можуть приєднувати свої пакети даних.
Кільце утворюється відрізками кабелю, що з'єднують сусідні станції. Таким чином, кожна станція зв'язана зі своєю попередньою і наступною станцією і може безпосередньо обмінюватися даними тільки з ними. Для забезпечення доступу станцій до фізичного середовища по кільцю циркулює кадр спеціального формату і призначення — маркер. У мережі Token Ring 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 Active Upstream Neighbor, NAUN. Передачу ж даних станція завжди здійснює своєму найближчому сусіду вниз по потоку даних.
Одержавши маркер, станція аналізує його і 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 і передачі своїх даних. Потім ця станція видає в кільце кадр даних встановленого формату послідовно по бітах. Дані, що передаються, проходять по кільцю завжди в одному напрямку від однієї станції до іншої. Кадр містить адресу призначення й адресу джерела.
Усі 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 і передає в мережу новий маркер для забезпечення можливості іншим станціям мережі передавати дані. Такий алгоритм доступу застосовується в мережах Token Ring зі швидкістю роботи 4 Мбіт/с.
Приклад
Передача пакета А в кільці, що складається з 6 станцій, від станції 1 до станції 3(мал 1.2). 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 і видаляє пакет з кільця. Встановлені станцією 3 ознаки говорять станції-відправнику про те, що пакет дійшов до адресата і був успішно скопійований їм у свій буфер.
Час володіння поділюваним середовищем у мережі Token Ring обмежується часом утримання маркера (token holding time), після закінчення 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 чи кілька кадрів в залежності від розміру кадрів і величини часу утримання 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 зв'язано 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.
У мережах Token Ring 16 Мбіт/с використовується також трохи інший алгоритм доступу до кільця, який називається алгоритмом раннього звільнення маркера (Early Token Release). Відповідно до нього станція передає маркер доступу наступної 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 кожен момент часу може генерувати тільки одна станція — та, котра в даний момент володіє маркером доступу. Інші станції в цей час тільки повторюють чужі кадри, так що принцип поділу кільця в часі зберігається, прискорюється тільки процедура передачі володіння кільцем.
Пріоритетний доступ до кільця
Кожен кадр даних чи маркер має пріоритет, встановлюваний бітами пріоритету (значення від 0 до 7, причому 7 — найвищий пріоритет). Станція може скористатися маркером, якщо тільки в неї є кадри для передачі з пріоритетом, який дорівнює чи більше, ніж пріоритет маркера. Мережевий адаптер станції з кадрами, у яких пріоритет нижче, ніж пріоритет маркера, не може захопити маркер але може помістити найбільший пріоритет своїх передачі кадрів, що очікують, є резервні біти маркера, але тільки в тому випадку, якщо записаний у резервних бітах пріоритет нижче його власного. В результаті у резервних бітах пріоритету встановлюється найвищий пріоритет станції, яка намагається одержати доступ до кільця, але не може цього зробити через високий пріоритет маркера.
Станція, що зуміла захопити маркер, передає свої кадри з пріоритетом маркера, а потім передає маркер наступному сусіду. При цьому вона переписує значення резервного пріоритету в поле пріоритету маркера, а резервний пріоритет зводиться до нуля. Тому при наступному проході маркера по кільцю його захопить станція, що має найвищий пріоритет. При ініціалізації кільця основний і резервний пріоритет маркера встановлюються в 0.
Хоча механізм пріоритетів у технології Token Ring мається, але він починає працювати тільки в тому випадку, коли додаток чи прикладний протокол вирішують його використовувати. Інакше всі станції будуть мати рівні права доступу до кільця, що в основному і відбувається на практиці, тому що велика частина додатків цим механізмом не користується. Це зв'язано з тим, що пріоритети кадрів підтримуються не у всіх технологіях, наприклад у мережах Ethernet вони відсутні, тому додаток буде поводитися по-різному, в залежності від технології нижнього рівня, що небажано. У сучасних мережах пріоритетність обробки кадрів звичайно забезпечується комутаторами чи маршрутизаторами, які підтримують їх незалежно від використовуваних протоколів канального рівня.
