SIECI PIERŚCIENIOWE

Rodzaje sieci pierścieniowych

W sieciach o topologii pierścienia stosuje się trzy główne metody sterowania dostępem do medium transmisyjnego, a zarazem - typy warstwy MAC, z którymi często identyfikowany jest typ sieci:

• pierścień z przesyłanym znacznikiem (token ring), najbardziej rozpowrzechniony

• pierścień szczelinowy (slotted ring), opracowany w Wielkiej Brytanii i powszechnie tam stosowany

• pierścień z wtrącanym rejestrem (register insertion ring), zdecydowanie najmniej popularny

Generalna zasada pracy wszelkich sieci pierścieniowych daje się sprowadzić do następujących punktów:

• Stacja, która ma do nadania ramkę, uzyskuje chwilowy dostęp do medium w wyniku wykonania procedur warstwy MAC; uzyskanie dostępu równa się prawu do nadania jednej lub wielu ramek

• Kolejne stacje retransmitują odebrane od swych poprzedników bity ramki MAC, czyli działają jak regeneratory sygnału cyfrowego, wprowadzając przy tym określone opóźnienie retransmisji.

• Stacja docelowa, zaadresowana przez nadawcę, odbiera ramkę przez skopiowanie retransmitowanych bitów ramki do własnego bufora odbiorczego

• Nadana ramka jest następnie, po spełnieniu swej roli, usuwana z pierścienia, by nie krążyła w nim w nieskończoność

Zadania i procedura wyboru stacji-monitora

Podstawowy protokół dostępu do medium w sieciach pierścieniowych jest symetryczny, czyli w każdej stacji wykonuje się identyczny program. Przeważnie jest jednak wygodne wydzielenie jednej stacji - monitora, wypełniającej jedną lub więcej z następujących funkcji:

• wyznaczanie szybkości transmisji w pierścieniu, poprzez wymuszanie taktu zegarów nadawczych w pozostałych stacjach

• zbieranie i reagowanie na ramki służbowe (awaryjne)

• inicjowanie pracy pierścienia

• wspomaganie realizacji transmisji rozsiewczej, do wszystkich odbiorców (broadcast)

• reagowanie na ramki wielokrotnie okrążające pierścień

• wykonywanie innych funkcji utrzymaniowych.

Dynamicznego wyboru stacji-monitora dokonuje się z reguły na zasadzie rywalizacji adresów:

• Każdej stacji przyporządkowuje się unikatowy adres sieciowy

• Po rozpoczęciu procedury wyboru, każda stacja A przesyła do swego następnika B nieprzerwany ciąg ramek służbowych, zawierających własny adres (A)

• Równocześnie każda stacja (B) odbiera ramki od swego poprzednika (A) i porównuje adres otrzymany z własnym

• Stacja B, odbierająca ramkę ze stacji A, retransmituje ją do stacji kolejnej C tylko wtedy, gdy A>B, czyli gdy adres odebrany jest wyższy od adresu własnego.

• Jeśli A<B, to ramka nie jest retransmitowana dalej (jest „zjadana”), a stacja B kontynuuje nadawanie ramek z własnym adresem do swego następnika

• Stacja, która odbierze ze stacji poprzedniej ramkę zawierającą własny adres, przejmuje rolę stacji-monitora. Jest to stacja o adresie najwyższym spośród adresów wszystkich stacji sieci.

Usuwanie ramki

Istnieją trzy sposoby usuwania z pierścienia uprzednio nadanej ramki:

• usuwanie przez zaadresowaną stację - odbiorcę (destination removal)

• usuwanie przez stację nadającą, po obiegnięciu ramki wokół całego pierścienia (source removal)

• usuwanie przez stację- monitor (dotyczy z reguły ramek przekłamanych lub typu broadcast)

W praktyce danemu typowi MAC przyporządkowuje się „najwłaściwszy” dla niego sposób usuwania ramek. Usuwanie ramki może mieć charakter fizyczny (usunięcie bitów ramki z pierścienia, przez zaniechanie ich retransmisji) albo logiczny, polegający na oznaczeniu retransmitowanej ramki jako usuniętej.

Przesyłanie ramki do wszystkich stacji

Wykorzystanie wspólnego medium transmisyjnego, niezależnie od topologii sieci, pozwala na realizację w pojedynczej operacji jednej z dwóch podstawowych usług:

• przesłanie ramki do określonej stacji, opisanej przez jej indywidualny, unikatowy adres sieciowy (adres MAC)

• przesłanie ramki do wszystkich stacji (broadcast), w wyniku użycia specjalnego adresu, rozpoznawanego jako „swój” przez każdą ze stacji.

W sieciach lokalnych usługa typu broadcast jest zwykle traktowana jako szczególny przypadek komunikacji grupowej (multicast) , w której dany adres jest rozpoznawany jako „swój” przez określoną grupę stacji. Grupa taka może dynamicznie zmieniać swój skład.

Jeśli ramkę usuwa stacja nadająca (source removal), usługę typu broadcast realizuje się w naturalny sposób: każda ramka obiega cały pierścień, z zatem może być skopiowana przez każdą ze stacji.

Przy destination removal ramka z zasady obiega tylko część pierścienia, leżącą pomiędzy stacją nadającą a odbierającą. Do realizacji usługi broadcast stosuje się wtedy pewne modyfikacje protokołu, z użyciem stacji-monitora.