分类： 系统运维
2008-05-20 10:42:00
IEEE吸收了原先的Token Ring标准并加以小小的改动,制定了一套IEEE 802.5标准的Token Ring(1985年发布).它主要使用在IBM产品的环境中
Token Ring Architecture
20世纪70年代中期到末期,LAN技术变的越来越流行.蓝色巨人IBM决定开发1套自用的LAN介质,当时Ethernet并不能在IBM产品的环境下运做的很好.于是就产生了Token Ring.IEEE的Token Ring能够很好的和IBM的Token Ring兼容
Token Ring使用多路访问单元(Multiaccess Unit,MAU)来组建一个环(ring),所有的工作站都连接到MAU上的.其中物理拓扑为星型,逻辑拓扑为环型. Catalyst采用的是5类线缆和RJ-45连接器,物理拓扑如下图:
逻辑拓扑如下图:
Token Ring采用传递令牌(token)的方式来决定谁发送数据.谁拥有令牌,谁就可以传输帧.数据帧在环上传传输,目标工作站接收到这个帧以后对它进行拷贝,然后设置帧的1个位后继续把它放在环上传输,直到又回到源设备,源设备发现帧中有1位已经变动,说明它发出去的帧已经被目标设备收到.所以它重新生成一个token,并传递给别的工作站.如下图:
Token Ring仍然是一种共享介质,因为工作站要等待token的传递.环上的站点越多,等待的时间就越长
另外一种特殊的工作站,叫active monitor,是用来维护和保持Token Ring的稳定性的.它保证了token在环上的传递正常与否.如果token出错,active monitor会重新生成一个token
Token Ring传输数据的速率有2种:4Mbps和16Mbps.4Mbps版本的现金用的很少了,能够支持的产品也不是很多.另外,Token Ring可以以不同的速率传输数据可能会导致一些问题.一些Token Ring的NIC能够支持这2种速率.但是在它自动感应(autosense)之前,它先以默认的4Mbps的速率操作,然后工作站错误的以4Mbps的速率接入到环里去,而环一般都为16Mbps的速率,这样环就会短暂性的失去连接,导致一些问题的发生.所以在把工作站接入到环里的时候要先验证下速率是多少,是否匹配。
Token Ring Segmentation
当环上的站点过多的时候,就需要对Token Ring分段:物理的或逻辑的创建更多的环
物理的创建更多的环可以在不影响层3协议的情况下,创建更多的环,产生更多的token,这样就可以有更多的会话.但是广播仍然会传播到整个Token Ring上去.如下图是一个没有分段的大型的Token Ring:
假设环的速率为16Mbps,那么总共的吞吐量为16Mbps ，把环分为3段,如下图:
如图一个大环被分成3个单独的环,将会产生3个token,而且总的吞吐量将达到16Mbps*3=48Mbps.这3个环仍然处于同一个IP子网下,所以物理的分段不影响广播域的变化
Token Ring的物理分段可以由网桥,交换机和带有Token Ring接口的路由器完成
Token Ring的逻辑分段由路由器完成
Source-Route Bridging
源路由桥接是Token Ring的网桥和交换机使用的桥接方法,它和层3的路由协议十分相似:用数字鉴别物理环,就像用路由协议用网络号鉴别网络一样.每一个处于源路由环境的网桥都接收一个bridge number.如下图:
如图,每个环和网桥都有一个号码，组成Token Ring帧头部的一个字段叫RIF(routing information field).RIF字段包含了通过源路由桥接环境到达目标设备的选定了的路由信息.源设备为每一个数据包建立RIF字段,同时这也要求端节点设备拥有可以建立RIF字段的软件.源路由网桥读取到RIF字段以后,决定是否转发帧到相连的环上去
RIF字段包含2部分:
RC字段(route control)为第一部分,16位长
第二部分为RD(route designator字段.RD是数目根据帧要到达目标设备所穿越的网桥和环的数目而变化,如下图:
RIF字段里最多可以包含14个RD,这也限制了源路由桥接环境的最大跳数为13跳(hop) ，下图是源路由桥接环境的通信过程:
A的RIF字段如下图:
Route Discovery
在源路由桥接环境里,源设备是如何发现目标设备的呢?为了能够发现目标设备,源节点使用一种叫做explorer packet的包.有几种类型的explorer packet.其中一种叫all-route explorer (ARE) packet.ARE packet会被所有的网桥转发.发现过程如下图:
当ARE packet到达目标环以后,ARE packet仍然会被继续转发直到达到RD的最大值或者已经有了RD.ARE packet将继续从R 101传送下去直到回到R 104.所以第一个ARE packet依次经过B1,B2,B3一直到B6,当第一个ARE packet完成一个轮回以后再次回到B1,B1看见已经之前有了RD,所以B1不会把这个包继续转发下去
另外一种explorer packet叫做Spanning Tree Explorer(STE) packet,也叫Single-Route Explorer(SRE) packet.ARE packet可以导致多个包到达目标设备,增加了额外的流量.源路由网桥运行STA来计算和转发STE packet,只从指定端口转发出去.源路由网桥所采用的STA多为IBM的版本而不是IEEE版本和老的DEC版本.Cisco Catalyst只使用IBM的版本
Source-Route Transparent Bridging
在一些环境里,端用户可能不需要使用软件建立RIF,在这样环境下,源路由网桥可以配置成2种形式的桥接:源路由和透明.有时也叫做SRT(Source-Route Transparent)桥接.SRT网桥查找Token Ring帧头部信息中一个特殊的位叫做RII(routing information indicator).RII实际上是目标MAC地址的第一位.当设置了这个位以后,暗示帧里包含的有RIF,因此帧被源路由桥接
相反的,没有设置RII的话,SRT网桥将透明的对这个帧进行桥接
Source-Route Translational Bridging
当以太网和Token Ring要在同一环境中实现的时候,就要用到路由器.然而一旦用到路由器的话,以太网和Token Ring上的设备就处于不同的逻辑网段了.如果你不想这么做,就可以用SRT/LB(Source-Route Translational Bridge).SRT/LB会很繁忙,因为它要在以太网这边实现透明桥接,又要在Token Ring这边实现源路由桥界
如果需要的话SRT/LB还能互相翻译以太网和Token Ring的帧
Cisco Catalyst如果没有外部路由器或route-switch模块的话就不能支持SRT/LB
