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.