Token Ring

IBM 8228 MAU.

Conector hermafrodita IBM con clip de bloqueo.

Token Ring es una arquitectura de red desarrollada por IBM en los años 1970 con topología física en anillo y técnica de acceso de paso de testigo, usando un frame de 3 bytes llamado token que viaja alrededor del anillo. Token Ring se recoge en el estándar IEEE 802.5. En desuso por la popularización de Ethernet; actualmente no es empleada en diseños de redes.

El estándar IEEE 802.5

El IEEE 802.5 es un estándar por el Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), y define una red de área local LAN en configuración de anillo (Ring), con método de paso de testigo (Token) como control de acceso al medio. La velocidad de su estándar es de 4 ó 16 Mbps.

El diseño de una red de Token Ring fue atribuido a E. E. Newhall en el año 1969. IBM publicó por primera vez su topología de Token Ring en marzo de 1982, cuando esta compañía presentó los papeles para el proyecto 802 del IEEE. IBM anunció un producto Token Ring en 1984, y en 1985 éste llegó a ser un estándar de ANSI/IEEE.

Es casi idéntica y totalmente compatible con la red del token ring de IBM. De hecho, la especificación de IEEE 802.5 fue modelada después del token ring, y continúa a la sombra ésta. Además, el token ring de la IBM especifica una estrella, con todas las estaciones del extremo unidas a un dispositivo al que se le llama "unidad del acceso multiestación" (MSAU). En contraste, IEEE 802.5 no especifica una topología, aunque virtualmente todo el IEEE 802.5 puesto en práctica se basa en una estrella, y tampoco especifica un tipo de medios, mientras que las redes del token ring de la IBM utilizan el tamaño del campo de información de encaminamiento.

El IEEE 802.5 soporta dos tipos de frames básicos: tokens y frames de comandos y de datos. El Token es una trama que circula por el anillo en su único sentido de circulación. Cuando una estación desea transmitir y el Token pasa por ella, lo toma. Éste sólo puede permanecer en su poder un tiempo determinado (10 ms). Tienen una longitud de 3 bytes y consiste en un delimitador de inicio, un byte de control de acceso y un delimitador de fin. En cuanto a los Frames de comandos y de datos pueden variar en tamaño, dependiendo del tamaño del campo de información. Los frames de datos tienen información para protocolos mayores, mientras que los frames de comandos contienen información de control.

Características principales

• Utiliza una topología lógica en anillo, aunque por medio de una unidad de acceso de estación múltiple (MSAU), la red puede verse como si fuera una estrella. Tiene topologia física estrella y topología lógica en anillo.
• Utiliza cable especial apantallado, aunque el cableado también puede ser par trenzado.
• La longitud total de la red no puede superar los 366 metros.
• La distancia entre una computadora y el MAU no puede ser mayor que 100 metros.
• A cada MAU se pueden conectar ocho computadoras.
• Estas redes alcanzan una velocidad máxima de transmisión que oscila entre los 4 y los 16 Mbps.
• Posteriormente el High Speed Token Ring (HSTR) elevó la velocidad a 110 Mbps pero la mayoría de redes no la soportan.

MAC en Token Ring

• Formato de trama:

1 byte	1 byte	1 byte	6 bytes	6 bytes	>= 0	4 bytes	1 byte	1 byte
SD	AC	FC	Dir. Destino	Dir. Origen	Info	FCS	ED	FS

• Formato del testigo:

SD

AC

ED

• SD/ED (Start / Ending designator): Codificación HH ó LL (No válidos en Manchester Diferencial).
• AC: Access control.

PPP

T

M

RRR

• PPP: Prioridad.
• T: Testigo (Si/No).
• M: Monitorización.
• RRR: Reserva de prioridad.

• FC: Frame Control (Tipo)

• Datos (LLC-PDU).
• Control (Mantenimiento y operación de la red).

• FCS: CRC por errores.
• FS: Frame Status, sirve para confirmación MAC.

A

C

rr

A

C

rr

• A: Se ha pasado por el destino.
• C: El destinatario la ha leído.

Operación

• Hosts con datos de prioridad P (8 niveles).
• La estación ve pasar el testigo, si nadie transmite datos, el testigo esta circulando continuamente.
• Captura del testigo: Aprovecha SD del testigo e introduce su trama sólo si la prioridad del testigo es menor o igual que la de los datos a transmitir.
• Retiene el testigo durante el Token Holding Time (máximo tiempo que puede tener el token una estación) - 10 ms - y transmite durante dicho tiempo (Va retirando también las tramas transmitidas).
• Pone en circulación el testigo.

Funciones de mantenimiento / supervisión

• Estación supervisora:

• Monitoriza la red.
• Envía periodicamente una trama de control (supervisor activo).
• Vigila la presencia del testigo:

• Si no lo encuentra tras cierto tiempo, lo pone de nuevo en circulación.

• Vigila la longitud del anillo para que sea mayor o igual que 24 bits (un testigo completo) añadiendo más si es necesario.
• Vigila la presencia de tramas huérfanas -> las retira:

• Marca el bit M de las tramas.

• Vigila la presencia de tramas mutiladas -> las retira.

Prioridades

• Reserva:

• Sobre el campo RR de una trama de datos.
• La encargada de retirar la trama pone en circulación el testigo con ese nivel de prioridad.
• Las reservas pueden reescribirse por otras de mayor prioridad, se guardan y se usan después.

Enlaces externos

• IEEE