Кадр данных

Маркер

Маркеры, кадры и прерывающие последовательности

Технология Token Ring

Технология Token Ring – практическая реализация детерминированного метода передачи технологий.

Существует три различных формата, определенных для пакетов сообщений в Token Ring IEEE 802.5 Рисунок 7 показывает формат маркера. В принципе, маркер - это не кадр, а просто средство для каждой станции, чтобы узнать, когда наступило ее время передачи. Маркер циркулирует по кольцу до тех пор, пока у некоторой станции не появится кадр для передачи.

SD	AC	ED

(размер в байтах)

Рис. 7. Формат маркера

Второй формат (смотри рисунок 8) - формат настоящего кадра данных. Кадры данных могут содержать сообщения, которые отправляют прикладные программы от одной станции к другой на кольце, а так же иногда внутренние сообщения, используемые приватно картами сетевых адаптеров Token Ring для целей обслуживания кольца.

SFS		EFS
SD	AC	FC	DA	SA	INFO	FCS	ED	FS
			2/6	2/6

Рисунок 8. Формат кадра данных Token Ring

Рисунок 9 показывает формат третьего типа сообщения, который может быть передан по кольцу - прерывающая последовательность. Он так же не считается кадром. Прерывающая последовательность может появиться в любом месте потока битов и используется, чтобы прервать или завершить текущую задачу.

SD	ED

Рисунок 9. Формат прерывающей последовательности

Маркер длиною в 3 байта (24 бита) содержит следующие три поля:

- Начальный ограничитель (SD)

- Управление доступом (AC)

- Конечный ограничитель (ED)

Поле начального ограничителя (SD) появляется в начале маркера (а также в начале любого кадра проходящего по сети). Поле стоит не просто из 0 или 1, а из уникальной серии электрических импульсов, которые нельзя принять за что-нибудь другое, кроме как за начальный ограничитель. Так как существует 4 служебных символа (каждый длиной один бит) и 4 нормальных нулевых бита в поле, то в сумме они составляют 1 байт.

Затем идет поле контроля доступа (AC). Это поле подразделяется на 4 элемента данных:

PPP T M RRR

где PPP - биты приоритета, T - бит маркера, М - бит монитора, RRR - резервные биты.

Каждый кадр или маркер имеет приоритет, устанавливаемый битами приоритета в значение от 0 до 7 (где 7 - наивысший приоритет). Станция может воспользоваться сетью (что означает - поменять кадр на маркер), если только она не получила маркер с приоритетом меньшим или равным, чем ее собственный. Сетевой адаптер станции устанавливает биты приоритета, чтобы задать приоритетность текущего кадра или маркера. Как это происходит, подробнее смотри в описании резервных битов.

Бит маркера имеет значение 0 для маркера и 1 для кадра.

Бит монитора устанавливается в 1 активным монитором и в 0 любой другой станцией, передающей маркер или кадр. Если активный монитор увидит маркер или кадр, содержащий бит монитора в 1, то активный монитор знает, что этот кадр или маркер уже однажды обошел кольцо, не будучи обработан станциями. Так как отправляющая станция отвечает за удаление собственных передаваемых кадров, и так как станции с большим приоритетом тоже являются ответственными за захват маркера, на который они претендовали (смотри следующий абзац о резервных битах), активный монитор обнаруживает, что что-то неладно, если кадр или маркер с приоритетом вернулись не обработанными. Активный монитор отменяет передачу и запускает новый маркер.

Резервные биты работают рука об руку с битами приоритета. Станция может расположить свой приоритет в резервных битах (если ее приоритет выше, чем текущее значение резервных битов). Такая станция будет иметь преимущественный доступ на последующее использование сети. Когда передается новый маркер, станция устанавливает биты приоритета в значение, которая она найдет в поле резервных битов только что полученного кадра. Рабочая станция, которая первоначально установила резервные биты, будет следующей станцией, которая превратит маркер в кадр.

Последнее поле маркера – поле конечного ограничителя (ED). Так же как и поле начального ограничителя, это поле содержит уникальную комбинацию единиц и служебных символов, которые не могут быть спутаны ни с чем другим. ED появляется в конце каждого маркера. Кроме отметки конца маркера это поле так же содержит два подполя: бит промежуточного кадра и бит ошибки. Эти поля обсуждаются в следующем разделе, так как имеют больше отношения к кадрам, чем к маркеру.

Кадр состоит из нескольких групп полей: последовательность начала кадра (SFS), адрес получателя (DA), адрес отправителя (SA), данные (INFO), последовательность контроля кадра (FCS) и последовательность конца кадра (EFS). Вместе эти поля формируют запись сообщения (конверт), которое используется для переноса либо информации управления кольцом (данные MAC), либо пользовательских данных (данные LLC). Вы уже знаете о пользовательских данных: эти кадры содержат информацию прикладных программ, такую, как сообщения от PC к PC или, возможно часть дискового файла (с файлового сервера), разделяемого станциями. Кадры MAC, с друго стороны, используются внутренним образом сетевыми программами. Стандарт IEEE 802.5 определяет 6 управляющих кадров MAC. Поле «Контроль кадра» определяет тип кадра (MAC или LCC) и, если он определен как «MAC», то поле также указывает, какой из шести кадров представляется данным кадром.

Коротко, шесть кадров MAC следующие:

· Чтобы удостовериться, что ее адрес уникальный, станция посылает кадр с тестом дублирования адреса когда впервые присоединяется к кольцу.

· Чтобы сообщить другим станциям, что он еще жив, активный монитор запускает кадр «Активный монитор существует» так часто, как только может.

· Кадр «Существует резервный монитор» отправляется любой станцией, не являющейся активным монитором.

· Резервный монитор отправляет маркеры заявки, когда подозревает, что активный монитор мог умереть. Резервные мониторы затем договариваются друг с другом, какой из них станет новым активным монитором.

· Кадр «сигнал» станция отправляет в случае возникновения серьезных сетевых проблем, таких как оборванный сетевой кабель или станция, передающая без ожидания маркера. Определяя, какая станция отправляет кадр сигнала, диагностирующая программа может локализовать проблему.

· Кадр «очистки» отправляется после того, как произошла инициализация кольца и новый активный монитор заявляет себя.

Каждый кадр (MAC или LLC) начинается с «последовательности начала кадра», которая содержит следующие три поля:

· Определение «начального ограничителя» (SD) для кадров такое же, как и для маркеров.

· Поле «контроль доступа» так же совпадает для кадров и для маркеров.

· «Контроль кадра» (FC) – это 1 – байтовое поле, содержащее два подполя – тип кадра и идентификатор управления MAC:

F F C C C C C C

Два бита типа кадра (FF) имеют значения 00 для кадров MAC и 01 для кадров LLC. (Значения 11 и 10 зарезервированы). Биты идентификатора управления MAC определяют тип кадра управления кольцом (см. таблицу 1).

Адрес получателя (DA), который следует за полями последовательности начала кадра, может быть либо два, либо шесть байтов длинной. Для двухбайтовых адресов первый бит определяет групповой адрес или индивидуальный (также, как в протоколе IEEE 802.3 с обнаружением коллизий). Что касается шестибайтовых адресов, то первый бит – это также бит I/G, а второй бит (U/L бит опять такой же, как в протоколе IEEE 802.3) говорит, назначен адрес локально или глобально. Оставшиеся биты образуют адрес станции, которой адресован кадр.

Адрес отправителя (SA) имеет тот же размер и формат, как и адрес получателя.

Поле данных кадра (INFO) может содержать один из только что описанных кадров MAC или запись пользовательских данных, предназначенных для (или получаемых от) протокола более высокого уровня, такого как IPX или NETBOIS. Это поле не имеет определенной максимальной длины, хотя существуют практические ограничения на его размер, основанные на таймерных требованиях к тому, как долго некоторая станция может управлять кольцом (общая длина кадра 4500 байт).

Поле «последовательность контроля кадра», используемое для обнаружения ошибок, состоит из 4 байтов остатка циклически избыточной контрольной суммы, вычисляемой по алгоритму CRC-32.

«Последовательность конца кадра» (EFS) состоит из двух полей: ограничитель конца и статус кадра.

Табл. 1. Биты идентификатора управления MAC.

C C C C C C Тип кадра управления кольцом

0 0 0 0 1 1 Маркер заявки

0 0 0 0 0 0 Тест дублирования адреса

0 0 0 1 0 1 Активный монитор существует

0 0 0 1 1 0 Существует резервный монитор

0 0 0 0 1 0 Сигнал

Поле «ограничитель конца» (ED) в кадре имеет дополнительное значение. Кроме уникальной последовательности электрических импульсов, ED также содержит два 1-битовых подполя. Бит промежуточного кадра устанавливается в 1, если этот кадр является частью многокадровой передачи или в 0 для последнего (или единственного) кадра. Когда кадр посылается, бит обнаружения ошибки первоначально установлен в 0; каждая станция, через которую передается кадр, проверяет его на ошибки (проверяется, например, что CRC в поле последовательности контроля кадра все еще соответствует содержанию кадра) и устанавливает бит обнаружения ошибки в 1, если она выявила что-то неверное. Очередная станция, которая видит уже установленный бит обнаружения ошибки, должна просто передать кадр. Исходная станция заметит, что возникли проблемы, и повторит передачу кадра.

Однобайтовое поле «статус кадра» (FS) содержит 4 резервных бита (R) и два подполя: бит распознавания адреса (A) и бит копирования кадра (С):

A C R R A C R R

Так как это поле не сопровождается вычисляемой CRC, каждое из однобайтовых полей дублируется в кадре статуса, чтобы обеспечить целостность данных. Когда кадр создается, передающая станция устанавливает бит в 1, чтобы сообщить, что она опознала адрес получателя. Бит копирования кадра так же в начале установлен в 0, но устанавливается в 1 получающей станцией (станцией назначения), когда она копирует содержимое кадра в собственную память (другими словами, когда она реально получает данные). Данные копируются и бит копирования устанавливается в 1, если только кадр получен без ошибок:

а) если кадр возвращается с обоими установленными битами, исходная станция знает, что произошло успешное получение. Однако,

б) если бит распознавания адреса не установлен во время получения кадра обратно на исходную, это означает, что станция назначения больше не присутствует в сети (возможно следствие неполадок).

в) возможна другая ситуация, когда адрес получателя опознается, но бит копирования кадра не установлен. Это говорит исходной станции, что кадр был искажен во время передачи (бит обнаружения ошибки в ограничителе конца также будет установлен). Возможны другие комбинации этих битов: если оба бита – опознавания адреса и копирования кадра – установлены, но и бит обнаружения ошибки так же установлен, то исходная станция знает, что ошибка случилась после того, как кадр был корректно получен.

Прерывающая последовательность.

Прерывающая последовательность, состоящая из начального ограничителя, за которым непосредственно следует ограничитель конца, сигнализирует, что текущая передача кадра или маркера отменяется.

Лекция 14. Развитие технологии Token Ring - FDDI – технология

Дата добавления: 2014-01-11