LAN a Token
Appunti di Sistemi
per la classe V H informatica
A cura del prof. Ing. Mario Catalano
Token LAN

Le reti a token si
basano su un metodo
d’accesso
deterministico, cioè
 Non ci sono collisioni
nella rete!
 (Peccato che
funziona solo su reti a
bus oppure su reti ad
anello…)
Token LAN
 L’efficienza
della rete è pari quasi al
100%!!
 L’anello, oppure il bus può essere
Unidirezionale oppure Bidirezionale
 La bidirezionalità migliora le prestazioni
della rete (sotto guasto la rete è FAULT
TOLERANT), ma richiede un’elettronica
più complessa (inizio di instradamento).
Token LAN :
caratteristiche generali
 Trasmissione
in banda base,
 Velocità a 16 Mbps (era 4Mbps, diventerà
1 Gbps)
 Codifica Manchester differenziale
 La lunghezza dei cavi è a max 340 m
 Il numero massimo di stazioni è 300
(compresi hub, ripetitori ecc.).
 Mezzi trasmissivi (attuali): UTP o STP e
fibra ottica.
Come funziona il token
Quando una stazione vuole trasmettere,
deve:
•
aspettare che arrivi il token (in listen
mode);
•
rimuoverlo dal ring;
•
trasmettere i dati (in transmit mode);
•
rigenerare il token (in transmit mode);
•
rimettersi in listen mode.
Considerazioni sul Token





il token deve essere contenuto per intero sull'anello, il
che non è così ovvio come sembra (qual'è la lunghezza
di un bit?);
un frame, invece, non è necessario che ci stia tutto
sull'anello (che in trasmissione è aperto), quindi non ci
sono limiti TEORICI alla dimensione dei frame;
in genere esiste un tempo massimo entro il quale, una
volta preso il token, si deve completare la trasmissione;
quando tutte le stazioni hanno qualcosa da trasmettere,
l'efficienza si avvicina al 100%;
viceversa, quando non c'è traffico, una stazione deve
attendere un pò più che in CSMA/CD per trasmettere
(mediamente dovrà attendere un tempo pari a quello di
attraversamento di mezzo anello, per ricevere il token).
Considerazioni sul Token

Poiché c'è un solo token, questo meccanismo
risolve senza conflitti il problema dell'accesso al
mezzo.
 La velocità di propagazione del segnale nel
rame è circa 200 metri per microsecondo. Con
una velocità (ad esempio) di 1 Mbps, si genera
un bit al microsecondo. Dunque, un bit è “lungo”
in tal caso circa 200 metri, per cui per contenere
10 bit un anello dovrebbe essere lungo almeno
2 km.
Formato del Frame di Token e del frame di dati
Byte: 1
SD
Byte:

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



1
1
Token
AC ED
1
1
1
SD
AC
FC
2 opp. 6
Indirizzo
destinaz.
Frame
Da 0
Da 0
2 opp. 6 a 30 a 17.747
4
1
Indirizzo RI
Dati
Checksum ED
sorgente
1
FS
SD, ED Starting e ending delimiter: contengono all'interno una violazione
della codifica Manchester.
AC Access control, serve per il controllo dell'accesso.
FC Frame control, distingue frame contenenti dati da frame con funzioni di
controllo.
Indirizzi 802.3.
RI Routing information, contiene (se ci sono) le informazioni necessarie al
source routing (vedremo più avanti).
Dati contiene il payload del livello superiore.
Checksumè un codice CRC.
FS Frame status, serve per sapere cosa è successo del frame.
AC e FS in particolare


AC Access control, serve per il controllo dell'accesso.
E' costituito di 8 bit:PPPTMRRR i tre bit P indicano la
priorità attuale; il bit M serve per il controllo di frame
orfani: il monitor lo setta ad 1 al passaggio del frame,
e se lo ritrova ad uno al passaggio successivo il frame
è orfano e viene tolto dall'anello; il bit T, detto token
bit, identifica un token (se vale 0) o un frame (se vale
1);i tre bit R indicano la priorità.
FS contiene, fra l'altro, due bit, A e C, gestiti come
segue:bit A: viene messo ad 1 (dal destinatario)
quando il frame gli arriva;bit C: viene messo ad 1 (dal
destinatario) quando il frame gli arriva ed il destinatario
lo copia al suo interno.
Il monitor della Token LAN

1.
2.
3.
Ogni ring ha una stazione con un ruolo
speciale, il monitor (ogni stazione è in
grado di diventare il monitor). Il monitor
viene designato all'avvio dell'anello. I
suoi compiti principali sono:
rigenerare il token se esso si perde;
ripulire il ring dai resti di frame
danneggiati;
ripulire il ring dai frame orfani.
Chi è il Monitor?






La prima stazione che si attiva
Deve garantire il corretto funzionamento del Ring, deve
cioè…
Controllare che il token sia sempre presente sul ring: usa
un tempo THT (Token holding time) per il possesso del
token: se il timer scade, vuol dire che deve generare un
nuovo token.
Eliminare i frame danneggiati (formato danneggiato o
CRC non valido)
Eliminare i frame orfani (frame da e per stazioni non
attive, il frame girerebbe a vuoto nel ring): se il frame
ripassa per la seconda volta per il monitor, vuol dire che
non trova la destinazione e quindi è orfano
Deve gestire connessioni e disconnessioni delle stazioni
E se il monitor si guasta?
 Una
qualsiasi delle stazioni che se ne
accorge (perché si è perso il token),
manda un frame particolare detto “Claim
Token” che avvia la procedura per fare un
nuovo Monitor.
 Il nuovo Monitor emette un frame di “Ring
Purge” (lett. Purga dell’Anello!), per ripulire
l’anello e generare il nuovo token.
Confronto tra Token Ring LAN e
Ethernet LAN :

Vantaggi di Ethernet LAN:
 ha un'enorme diffusione;
 esibisce un buon
funzionamento a dispetto
della teoria.
 Svantaggi di Ethernet LAN:
 ha sostanziose componenti
analogiche (per il
rilevamento delle collisioni);
 il funzionamento peggiora
con forte carico.
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


Vantaggi di Token LAN
è totalmente digitale;
va molto bene sotto forte
carico.
Svantaggi di Token LAN
c'è ritardo anche senza
carico (per avere il token);
ha bisogno di un monitor (e
se è "malato", cioé
malfunzionante, e nessuno
se ne accorge?).