Báo cáo mạng máy tính tokenring

Báo cáo mạng máy tính tokenring Cấu trúc Token và Frame Thẻ bài ưu tiên Kiểm soát và sửa lỗi Đa thẻ bài Báo cáo mạng máy tính tokenring Cấu trúc Token và Frame Thẻ bài ưu tiên Kiểm soát và sửa lỗi Đa thẻ bài Báo cáo mạng máy tính tokenring Cấu trúc Token và Frame Thẻ bài ưu tiên Kiểm soát và sửa lỗi Đa thẻ bài Báo cáo mạng máy tính tokenring Cấu trúc Token và Frame Thẻ bài ưu tiên Kiểm soát và sửa lỗi Đa thẻ bài

Trường đại học Bách Khoa Hà Nội

Viện Điện Tử Viễn Thông

111

Mạng máy tính

Token Ring – IEEE 802.5

GVHD: TS Lê Dũng Viện Điện tử Viễn thông – ĐH BKHN

Nhóm sinh viên:

Tăng Thiên Vũ Nguyễn Văn Tú Nguyễn Kim Sơn Lớp KSTN – ĐTVT – k55

Nội dung trình bày

1 Giới thiệu

2 Nguyên lí hoạt động

3 Cấu trúc Token và Frame

4 Thẻ bài ưu tiên

5 Kiểm soát và sửa lỗi

Giới thiệu

• IBM phát triển vào năm 1985

• Chuẩn hóa thành chuẩn IEEE 802.5

• Cấu hình kênh: Hình vòng

khiển truy nhâp kênh

• Thẻ bài đơn (Single Token)

• Đa thẻ bài (Multiple Token)

Nguyên lí hoạt động

 Gói tin AC đến trạm B,

thấy địa chỉ MAC không phù hợp B chuyển tiếp gói tin

 Gói tin AC đến C, so

sánh MAC đúng và

Copy lấy dữ liệu Bit A,

C trong Frame được trạm C set để báo là đã nhận được dữ liệu.

Nguyên lí hoạt động

 Gói tin AC sau khi C

nhận được D chuyển tiếp đến A A trả thẻ bài

Cấu trúc Token và Frame

 SD (Starting Delimiter): Báo hiệu khởi đầu

Frame – 1 byte

 AC (Access Control): Điều khiển truy nhập,

chứa Token bit

 FC (Frame Control)

Cấu trúc Token và Frame

 DA, SA: địa chỉ trạm nguồn và trạm đích

 ED (Ending Delimiter): báo hiệu kết thúc

Frame

 FS (Frame Status)

Cấu trúc Token và Frame

Chi tiết về các trường:

SD: J-bit, K-bit được phá cách để khác so với bit 1 và 0

Cấu trúc Token và Frame

Chi tiết về các trường:

FS:

• A: Adress recognizied bit

• C: Frame copied bit Dùng để xác định:

• Trạm đích không tồn tại, hoặc

chưa kích hoạt

• Trạm tồn tại nhưng chưa copy

FS

Cơ chế thẻ bài ưu tiên

Nguyên tắc chung:

 Không ưu tiên : trạm nào lấy được thẻ bài

trước được gửi trước, tuần tự

 Có ưu tiên : Thứ tự lấy thẻ bài theo độ ưu

tiên của từng trạm

Ví dụ tổng quan ->>>>

Cơ chế thẻ bài ưu tiên

a A đợi thẻ bài có mức ưu tiên thấp

b A truyền xong bản tin cho C, bản tin quay

lại đi qua D và D đặt chỗ ưu tiên

Cơ chế thẻ bài ưu tiên

c Do D đã đặt đặt chỗ ưu tiên, A nâng mức

ưu tiên cho Token

d Token ưu tiên đi qua D, nó được quyền giữ lấy token và truyền tin

Cơ chế thẻ bài ưu tiên

e D truyền gói tin đến đích

f D trả thẻ bài sau khi đã dùng xong

Cơ chế thẻ bài ưu tiên

g A nhận lấy thẻ bài, nhận ra chính thẻ bài

mà nó đã nâng mức ưu tiên

h A đưa mức ưu tiên của thẻ bài về ban đầu

Cơ chế thẻ bài ưu tiên

P(Priority): Mức ưu tiên Có 8 mức ưu tiên

R(Reserve): Dự trữ, mức ưu tiên được đặt

trước

Pm: Mức ưu tiên bản tin của từng trạm

** T: Token bit, M: Monitor bit

AC (Access Control) Field in Frame

Cơ chế thẻ bài ưu tiên

Pr-Rr: Là mức ưu tiên và mức đặt trước của

khung vừa nhận

P-R: là mức ưu tiên và mức đặt trước của

khung truyền đi

Pm: Mức ưu tiên của trạm hiện tại

Sx-Sr: Stack của trạm hiện tại

Cơ chế thẻ bài ưu tiên

 Trạm muốn truyền phải có 1 thẻ bài

mà Pr=Pm

 Khi Pm khácPr, trạm có thể đăng kí

thẻ bài:

 Nếu Pm<Rr: chưa được đăng kí (vì đã

có trạm ưu tiên cao hơn đăng kí)

 Nếu Pm>Rr: thì Rr thay băng Pm và

Trạm được đăng kí chờ

Cơ chế thẻ bài ưu tiên

Cơ chế thẻ bài ưu tiên

Bắt đầu: Trạm A có Pm = 4

1 A tạo ra một Token (P=4,R=0) , và gửi dữ liệu

2 Token (P=4,R=0) đi qua B có mức ưu tiên 5, vì 0<5

nên sẽ gán R = Pm(B), lúc đó Token (P=4,R=5)

Cơ chế thẻ bài ưu tiên

b 1 Token (P=4,R=6) quay về A, giải phóng thẻ bài rỗi (A vừa

sử dụng), đồng thời nâng mức ưu tiên từ 4 -> 6 bây giờ là

Token (P=6,R=0) Giá trị 6 và 4 được lưu vào Sx, Sr

2 Khi đi qua B, do Rr < Pm(B) nên B đặt chỗ trở thành Token (P=6,R=5)

3 D lấy thẻ bài này vì Pm(D) = 6

4 bắt đầu truyền tin với 3/11/2014 Token (P=6,R=5) 24

Cơ chế thẻ bài ưu tiên

Thêm trạm C có mức ưu tiên Pm(C) = 7

c.1.2 Token đang được D sử dụng đi qua B, đến C

Do Pm(c)=7 >5 nên C sẽ đặt chỗ Token (P=6,R=7)

Cơ chế thẻ bài ưu tiên

Thêm trạm C có mức ưu tiên Pm(C) = 7

d 1 Khi Token (P=6,R=7) đến, D giải phóng thẻ bài

và nâng mức ưu tiên từ 6->7 Sx = 7, Sr = 6 Token (P=7,R=0)

3 Đi đến B, đặt chỗ trở thành Token (P=7,R=5)

4 Đến C, C chiếm lấy thẻ bài do Pm(C) =7 3/11/2014 26

Cơ chế thẻ bài ưu tiên

e 1&2&3 Token (P=7,R=5) quay lại, C trả thẻ bài

lên đường truyền

4 Khi Token (P=7,R=5) đi qua D, nhận thấy được

Cơ chế thẻ bài ưu tiên

f.1 Token (P=6,R=5) rời D đến A

2 Tại A, nhận thấy rằng mức ưu tiên 6 là do mình nâng lên dó đó A giảm 6->4, nhưng do Rr = 5 nên token trở thành Token (P=5,R=0)

3 Đến B, do Pm(B) = 5 = Pr nên B chiếm lấy thẻ bài

Cơ chế thẻ bài ưu tiên

Nhận xét:

 Do mức ưu tiên của B là thấp nhất nên phải

nhường D và C thẻ bài trước

 Trạm nào nâng mức ưu tiên thì sẽ có trách nhiệm

hạ mức ưu tiên xuống (Nhờ vào stack Sr, Sx)

Kiểm soát và sửa lỗi

Lỗi trong Token Ring:

 Lỗi cứng: Một Trạm ngưng hoạt động, đứt

đường truyền

 Lỗi mềm:

 Không có token nào trên Ring

 Token không được giải phóng, luôn ở trạng

thái Busy

 Trạm đích chưa copy được bản tin

Kiểm soát và sửa lỗi

Quá trình sửa lỗi:

Kiểm soát và sửa lỗi

 Normal Token Protocol: Giao thức bình

thường Trong trường hợp xảy ra:

 Không tồn tại Token nào trên Ring

 Một Token với trạng thái Busy chạy nhiều lần

trên Ring (phát hiện bằng Bit Monitor trong trường AC)

> Phát hiện lỗi: Chuyển qua trạng thái Ring

Purge

Ring Purge

 Mục đích: dọn sạch vòng ring và tạo thẻ

bài mới

 Bắt đầu khi trạm giám sát chuyển sang

trạng thái Transmit Ring Purge và truyền

Ring Purge MAC frame

Ring Purge

 Hoạt động:

 Trạm giám sát A

chuyển sang trạng thái Transmit Ring Purge và truyền Ring Purge MAC frame, đồng thời reset timer TRR (time return to repeat) và TRP

 Nếu sau khoảng thời

TRR mà trạm A chưa nhận được 1 Ring Purge MAC frame đúng, thì nó sẽ

Ring Purge

 Hoạt động:

 Khi trạm giám sát

nhận được Ring Purge MAC frame của chính nó, nó sẽ trở về trạm lặp

thông thường, đồng thời tạo ra thẻ bài để truyền vào vòng Quá trình Ring Purge thành công

Ring Purge

 Hoạt động:

 Nếu sau khoảng thời

gian TRP mà trạm giám sát vẫn chưa nhận được Ring Purge MAC frame của chính

nó, thì quá trình Ring Purge đã thất bại,

trạm từ bỏ quyền giám sát và chuyển

Claim Token

 Mục đích: Quyết định xem trạm nào sẽ trở

thành trạm giám sát

 Bắt đầu khi 1 trạm chuyển sang trạng thái

Transmit Claim Token và truyền Claim

Token MAC frame

Claim Token

 Hoạt động:

 Giả sử trạm A và trạm

C chuyển sang trạng thái Transmit Claim Token và bắt đầu truyền Claim Token MAC frame, đồng thời cũng reset timer TCT (time Claim

Token)

Claim Token

 Hoạt động:

 Các trạm không ở

trạng thái Transmit Claim Token mà nhận được Claim Token

MAC frame thì nó sẽ chuyển sang trạng thái Repeat Claim Token (trạm B và D)

Claim Token

 Hoạt động:

 Các trạm đang ở

trạng thái Transmit Claim Token mà nhận được Claim Token

MAC frame với SA có giá trị cao hơn địa chỉ MAC của nó, trạm

chuyển về trạng thái Repeat Claim Token

Claim Token

 Hoạt động:

 Giả thiết trong

trường hợp này A có địa chỉ MAC có giá trị lớn hơn so với C

C sẽ chuyển về

trạng thái Repeat Claim Token, A giữ nguyên trạng thái

Claim Token

 Hoạt động:

 Trạm cuối cùng còn

lại ở trạng thái Transmit Claim Token

sẽ giành chiến thắng trong quá trình Claim Token khi nó nhận

được Claim Token MAC frame của chính

nó gửi đi

truyền Ring Purge MAC frame

Claim Token

 Hoạt động:

 Các trạm còn lại nhận được Ring Purge MAC

frame sẽ trở thành trạm truyền thông thường

 Nếu sau 1 khoảng thời gian TCT mà chưa hoàn

thành quá trình Claim Token, trạm sẽ chuyển sang trạng thái Beacon và truyền Beacon MAC frame

Kiểm soát và sửa lỗi

 Beacon Process:

 Xác định trạm ngừng hoạt động trong mạng

 Được kích hoạt khi Claim Token thất bại

 Trạm sẽ bắt truyền Beacon MAC Frame

Kiểm soát và sửa lỗi

 1 trạm ở 1 trong 3 trạng thái:

 Beacon transmit: truyền beacon MAC frame

 Beacon repeat: chuyển tiếp beacon MAC frame

 Beacon – test: tự loại bỏ ra khỏi vòng ring để test

Transmit

Kiểm soát và sửa lỗi

 Beacon Transmit:

 Trạm thực hiện truyền sau mỗi khoảng TQP

 Nếu trạm nhận lại được beacon MAC frame

của chính nó thì test thành công

Kiểm soát và sửa lỗi

 Beacon Transmit:

 Nếu 1 trạm beacon transmit sau 1 khoảng

thời gian TBT mà không nhận lại được beacon MAC frame của mình => Beacon - test

Kiểm soát và sửa lỗi

 Beacon repeat:

 Trong frame có 1 trường cho phép biết địa chỉ

trạm trên của nó (UNA: upstream neighbor address )

 Nếu 1 trạm nhận được 8 lần UNA trùng địa

chỉ của chính nó thì chuyển sang Beacon - test

Đa thẻ bài

Phân loại:

 Single Token: Free Token được tạo ngay

sau khi nhận Busy Token, khi mà trạm gửi nhận lại đầy đủ Busy Token đã sử dụng

Đa thẻ bài

Phân loại:

 Single Frame: Free Token được gắn vào

cuối Frame, sau khi Frame đã đi được một vòng và được trạm gửi nhận lại đủ

Đa thẻ bài

Phân loại:

 Multi-Frame: Free-Token được gắn ngay

sau khi bit cuối cùng của Frame đi ra khỏi

trạm gửi

Đa thẻ bài

Ví dụ:

 vòng ring có 4 trạm

 A muốn gửi cho D

 B muốn gửi cho C

Đa thẻ bài

 Trạm A sẽ chiếm free token, truyền dữ liệu

 Ngay sau khi truyền hết khung dữ liệu, trạm

A giải phóng 1 free token theo sau

Đa thẻ bài

 Dữ liệu đi qua C được chuyển tiếp, C copy

phần dữ liệu B gửi cho

 Trường FS cuối khung dữ liệu B -> C được

Đa thẻ bài

 Tương tự với dữ liệu khi qua trạm D

Đa thẻ bài

 Xóa busy token:

 Busy token và data sau khi đi 1 vòng

quay về trạm gốc sẽ được loại ra khỏi

Đa thẻ bài

Hiệu Suất:

Kết thúc

Q&A

Tài liệu tham khảo: