Bus Topology'leri ve Ethernet IV - Ring Topolojileri ve Token Ring

Hafta 3: Ring Topolojileri ve Token Ring

Amaçlar:

•  Token Ring network teknolojisini açıklamak.
•  Token Ring için kullanılan aygıtları açıklamak.

I. Token Ring

Token Ring 1980’li yıllarda geliştirilmiştir. Daha sonra IBM tarafından kabul edilmiş ve endüstri standardı olarak kabul edilmiştir. Token Ring netwoklerde network’e erişmek için token denilen bir kontrol bilgisine sahip olmak gerekir.
Token Ring network’ler fiziksel olarak bir Star network görünümündedir. Ancak mantıksal olarak bir ring (halkayı) andırır. Her bilgisayar merkezi bir birime (MSAU) bağlıdır. MSAU her istasyondan aldığı sinyalleri bir sonraki aktararak iletişimi yönlendirir.
Orijinal Token Ring network’ler 4 Mbps’dir. Bugün günümüzde kurulu birçok Token Ring network 16 Mbps hızındadır. Token Ring network’lerde network’e erişecek bir sonraki bilgisyar bellidir. Döngünün yönü istasyon tarafından belirlenir. Collision olmaz. Bu nedenle Ethernet’e göre daha sistemli bir network görünümündedir.
Modern Token Ring network’lerde UTP ve STP kablolar kullanılır.

A. Token Ring/IEEE 802.5

Token Ring 802.5 olarak da bilinir. Bu network’lerde token-passing erişim yöntemi kullanılır. Token adlı bir bilgi network üzerinde dolaşır. Token’a sahip olmak veri göndermeye hak kazanmak anlamındadır.
CSMA/CD erişim tekniğinde verinin gönderileceği zaman ve süresi kesin olmazken, token-passing erişim yönteminde erişim belli zaman içinde yapılır.

Ethernet 802.5 Frame Özellikleri,

SD (Start Delimeter	Bir token’ın başlangıcını gösterir.
AC (Access Control)	Token-Ring öncelik sistemini belirtir.
FC (Frame Control)	Paketin veri mi yoksa kontrol mü içerdiğini gösterir.
DA (Destination Address)	6 bayt uzunluğunda hedef adres.
SA (Source Address)	Gönderen istasyonun 6 bayt uzunluğundaki tam adresi
FCS (Frame Check Sequence)	CRC hesaplamasının sonucu.
ED (End Delimeter)	Frame’in sonunu gösterir.
FS (Frame Status)	Gönderen istasyona iletimin başarılı ya da başarısız olduğunu belirtir.

B. Token Ring Teknolojisinin Özellikleri

Token Ring network’ler fiziksel olarak bir star görünümündedir. Token Ring network’lerde değişik kablo türleri kullanılır. Ancak genellikle UTP kablo kullanılır. Network üzerindeki istasyonlar bir güçlendiriciye (concentrator) bağlıdır. Bu güçlendirici birime MAU (Multistation Access Unit) denir.
MAU’ları çoğu aktif hub olarak adlandırılır. Bu özellik hub üzerindeki herbir çıkışın bir repeater gibi çalışmasını sağlar. Birçok Token Ring network’te Ethernet’te olduğu gibi UTP kablı ve RJ-45 konnektörü kullanılır.
Token Ring sisteminde verilerin iletimini kontrol eden sistem CSMA/CD’den oldukça farklıdır. Token Ring network’lerinde özel bir paket (3 bayt-24 bit) ring üzerinde sürekli döner. Bu bilgiye “token” denilir.
NOT: Bu dokümanlar Faruk Çubukçu tarafından hazırlanmıştır. Ticari amaçlı olarak kullanılmaz. Daha fazla bilgi için www.farukcubukcu.com adresine bakınız.
Token’ı alan istasyon kablo üzerinde veri gönderir. Diğerleri bekler. Verinin ulaştığını kontrol eden istasyon yeni bir token oluşturarak network’e bırakır. Token’a sahip olmayan bilgisayar iletişim yapamaz.

Bunun dışında veri paketleri ise üç tane 8-bit alandan oluşur. Bunlar Starting Delimeter, Access Control, Ending Delimeter.

Bir paketin genel olarak formatı:

Network başlığı

Yönlendirme bilgisi

Veri

Network izleyeni

Network üzerinde gönderilen bilginin bir fiziksel adresi olmalıdır. Bu adres MAC (Media Access Control ) olarak da adlandırılır. Ethernet, IEEE 802.3 ve Token Ring networklerindeki bütün fiziksel adresler 48-bit uzunluğundadır. Bu adres 6 bayt olarak ifade edilir. Böylece 6 bayt kaynak adresi ve 6 bayt hedef adres ortaya çıkar.

C. Ring Topoloji

Token Ring network’ler bir yıldız yerleşim biçimi olarak kurulurlar. Bilgisayarlar merkezi bir hub’a bağlanırlar. Ancak bilgisayarlar bir halka üzerinde yerleşmiş gibi birbirleriyle ardışık iletişim kurarlar. Buna mantıksal olarak halka denir.
Şekil: Mantıksal Halka




Fiziksel halka (ring) ise aygıtların network üzerindeki yerleşimini ifade eder.

Şekil: Fiziksel Halka

D. Token Ring’in Temelleri

Bir Token Ring network’ü şu özelliklere sahiptir.

• Star yerleşim biçimi
• Token passing erişim yöntemi
•  UTP ve STP (IBM 1, 2 ve 3) kablolama
•  4-16 Mbps hız
•  Baseband iletim
•  802.5 spesifikasyonu

Token Ring network’lerde veri iletiminde farklı bir frame biçimi kullanılır. Token frame’I network’n kontrolünü yaparken veri frame’i de verinin iletimini sağlar. Frame’in veri mi yoksa token’mı olduğu frame’in üzerindeki Media Access Control alanı ile belirlenir.
Token Ring SNA (Systems Network Architecture) ortamında kullanılır.

E. Token Ring’in İşleyişi

Bir bilgisayarın veri iletimi ile ilk token network üzerinde dolaşmaya başlar. Network üzerinde aynı anda bir token dolaşabilir. Veri iletecek bilgisayar kendi token’ını network üzerinde dolaştırarak verisini iletir. Alıcı bilgisayar veri frame’ini yakarlar. Ardından yeni bir token network üzerinde dolaşmaya başlar.
Token Ring mimarisinda bilgisayarlar birer repeater görevi görürler. Sinyalleri yeniden oluşturarak network üzerinde dolaşımını sağlarlar. Bu arada belirtmek gerekirki Token Ring network’ler aktif netwok’türler. Aktif network’lerde ber bilgisayar veri iletiminde rol oynar bu nedenle network üzerindeki bilgisayarlardan birisinin çökmesi bütün network’ü çöktürür.

F. Token Ring ve Ethernet Karşılaştırması

Aşağıdaki tabloda Ethernet ile Token Ring belli özellikler bakımından karşılaştırılmıştır:

	10Base2	10Base5	10BaseT	Token Ring
Yerleşim biçimi	Bus	Bus	Star Bus	Star Ring
Kablo tipi	RG-58 (thinnet koaxial)	Thicknet	Katagori 3, 4, 5 UTP	UTP ya da STP
Network kartına bağlantı tipi	BNC T Konnektör	DIX ya da AUI konnektör	RJ-45	RJ-45
Terminatör rezistansı	50 ohm	50 ohm	uygulanamaz	Uygulanamaz
İmpedans	50 ohm	50 ohm	85-115 UTP 135-165 STP	100-120 UTP150 STP
Maksimum segment uzunluğu	185 m	500 m	100 m	45-200 m
Maksimum bağlı segment	5-4-3 kuralı	5-4-3 kuralı	5-4-3 kuralı	33 MSAU
Maksimum toplam network uzunluğu	925 m	2460 m	sınırsız	Sınırsız
Her segment’te maksimum bilgisayar	30	100		72-260

   

G. Token Ring Network’te Hız

Token Ring networkler 4 ya da 16 megabits hızında çalışır. Bununla birlikte ring üzerindeki en yavaş aygıt toplam ringin hızını belirler.

H. Token Ring Network’te Hub

Token Ring network mimarisinde kullanılan hub değişik biçimlerde adlandırılır:

•  MAU (Multistation Access Unit)
•  MSAU (Multistation Access Unit)
•  SMAU (Smart Multistation Access Unit)

Bir IBM MSAU, 10 bağlantı çıkışa sahiptir. Herbir MSAU, UTP ile 72 bilgisayara, STP ile 260 bilgisayarın bağlanmasını sağlar. Bu arada IBM MSAU’lar bir bilgisayarın arızalanması durumunda onu devre dışı bırakarak network’ün çalışmasını devam etmesini sağlarlar.
IBM Token Ring network dolduğunda diğer bir MSAU ile genişletilebilir. Token Ring network’te bilgisayarların hub’a bağlanması için UTP ya da STP kablo kullanılır. Kablo olarak genellikle IBM Type 3 kablo kullanılır.
Kablo tipine göre hub’tan olan uzaklık değişir:

Kablo tipi	Uzaklık
Type 1 IBM kablo	101 m
STP	100 m
UTP	45 m

Ayrıca MSAU’ya bağlanmak için patch kablolar da kullanılabilir. Patch kablolar da bilgisayar ile MSAU arasında 45m olabilir.
NOT: Bu dokümanlar Faruk Çubukçu tarafından hazırlanmıştır. Ticari amaçlı olarak kullanılmaz. Daha fazla bilgi için www.farukcubukcu.com adresine bakınız.

II. Sorular

1. Which topologies that Token Ring use?
Yanıt: star (as a fhysical) and ring (as a logical)
2. Which type of cabling that Token Ring use?
Yanıt: Token Ring use UTP or STP cabling.
3. How many nodes that a Token Ring MAU support?
Yanıt: Token ring MAU using STP can support up 260 nodes.
Yanıt: Token ring MAU using UTP can support up 72 nodes