17-5 Token-Ring 網路簡介
17-5-1 Token-Ring 網路規範 『符記環狀』(Token-Ring)的標準規範是IEEE 802.5,也是屬於 IEEE 802 系列中的『媒介存取控制』(MAC)協定,如同 IEEE 802.3 CSMA/CD 協定一樣,它的上層通訊協定必須配合 802.2 LLC 協定。也就是說,對於鏈路的多工處理還是由 LLC 層負責,Token-Ring 協定只提供單一鏈路的媒介存取控制。首先,我們針對 Token-Ring 網路的基本特性歸類如下: (1) 傳輸速率:4Mbps或 16Mbps。 (2) 訊框: IEEE 802.5 Token-Ring訊框。 (3) 傳輸媒介:主要為雙絞線(STP、UTP)或光纖。 (4) 網路拓樸圖:環狀(Ring)網路架構,如圖 17-7 所示。 (5) 訊號傳輸方式:點對點(Point-to-Point)方式傳送,並容易達成傳送資料之回覆工作。 (6) 傳輸媒介存取技術:採用『符記傳遞』(Token Passing)方式。Token 依環狀網路以單方向傳遞,取得 Token 之工作站方可傳送訊息;否則只能接收訊息,並提供八種優先權。 (7) 公平使用頻寬:Token 依照網路硬體所構成之環路傳遞,每個工作站都有公平的機會可取得傳輸媒介使用權。而且高負載時網路線路使用率高。 (8) 不用維護邏輯環:由於 Token 傳遞的邏輯環由硬體架設,因此不用維護邏輯環(不同於 Token-Bus),但需維護 Token。工作站與網路之間是利用『主動式訊號增益器』(Active Repeater)連接,網路可連接較長距離,無需另外安裝訊號增益器。 (9) 適合即時應用系統(Real-time Application):因為工作站持有 Token 的時間有限制,因此,可提供一定期間內的延遲保證,也可預估每一筆資料最遲可送出的時間,達到即時性的要求。 圖17-7 Token-Ring 網路基本架構圖 17-5-2 Token-Ring 運作程序 我們用圖 17-7 和下列幾個工作重點來描述 Token Ring 網路的運作原理。 (1) Token-Ring 網路架構為環狀網路,工作站透過主動式訊號增益器接上網路,如圖 17-7 所示。 (2) 網路上媒介存取方法是符記傳遞方式。也就是說,網路上存在一個符記,取得符記的工作站才可以發送訊息;當它傳送完資料後(或確定不傳送資料),便依照環狀網路傳遞方向將符記傳給下一個工作站,網路上的工作站就這麼依序輪流取得傳輸媒介的使用權,大家公平地來使用媒介。 (3) 資料訊息在網路上是單一方向傳遞。沒有正在傳送訊息的工作站,便處於接收狀態。當訊息傳遞到工作站,位元串列依序進入工作站,每一位元經過一位元時間的延遲後,再由該工作站送出。接收工作站將全部訊框皆複製後,再判斷它傳送的目標是否為本工作站,是則往上一層 LLC 傳送,否則將其拋棄。 (4) 訊息資料由傳送端發出,在正常情況下必定回到傳送端(環狀網路)。傳送端必須負責將其發送的訊框收回。 由以上的敘述,我們大略可以瞭解 Token-Ring 網路的特性,它也是利用 Token 傳遞來決定傳輸媒介的使用權。正常情況下,網路上只有一個 Token,因此不會發生碰撞現象。我們可以回顧 Token-Bus,它也是利用 Token 傳遞方式來解決媒介使用權的紛爭,但每一部工作站必須花費許多額外工作(Overhead)的時間來維護邏輯環,對整個網路而言,不僅管理上過於複雜,也易造成網路不穩定(干擾訊號破壞符記的傳遞)。Token-Ring 的做法則乾脆將邏輯環建造成實體連線,因此不需要維護邏輯環,也可減輕工作站的負荷,網路維護亦較簡單。最重要的是網路上不會發生碰撞,又平均使用傳輸媒介,在高負載即時傳送的環境裡,是很好的通訊協定。 在 Token-Ring 網路上的 Token 可依當時的工作情況分為兩種: (1) 『自由符記』(Free Token):利用某一個位元串(如 1111111)或某一個控制位元(如 AC 中的 T =1 位元)來代表自由符記,又稱為『符記』,只代表權力的交替,並不攜帶資料。 (2) 『忙碌符記』(Busy Token):利用某一個位元串(如 1111110)或某一個控制位元(如 AC 中的 T =0 位元),來代表忙碌符記,又稱為『訊框』(Frame),表示其攜帶著訊息在傳送。 Token 的傳遞運作如下:網路上任何一個工作站取得 Free Token(或稱符記、Token),便立即將 Free Token更改為 Busy Token,並將欲傳送的資料緊跟著 Busy Token 之後(構成資料訊框、Frame)傳送出去。傳送完並收回訊框後(訊框循環狀網路繞回原點),立即將 Busy Token 更改為 Free Token,同時傳送給下一個工作站。 如圖 17-8 (a) ,工作站 A 欲將資料傳送給工作站 C,當它取得 Free Token(T = 1)後,便立即將 Free Token 改為 Busy Token(T = 0),並且連帶資料一起傳送出去(稱為訊框),如圖 17-8 (b)。往前送的資料位元串每經過一個工作站時,都會先被複製一份後再往下一站傳送,因此整個資料串列每經過一個工作站就產生一位元時間的延遲。當整個訊框都經過時,每部工作站都將訊框複製一份。工作站 C 判斷該訊框是傳送給自己,便將其保留,其餘工作站則將其拋棄。該訊框經過環狀網路環繞後會回到工作站 A,如圖 17-8 (c)。隨後工作站 A 將訊框收回,再將 Busy Token(T = 0)改為 Free Token(T = 1),並循環路方向傳給下一個工作站(B),如圖 17-8 (d),再由工作站 B 決定是否傳送資料。 圖 17-8 Token-Ring 網路的運作
|
翻轉工作室:粘添壽
電腦網路與連結技術:
翻轉電子書系列:
|