Réseaux à anneau physique
Token Ring
IEEE 802.5
Sommaire

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AVERTISSEMENT

Les informations qui vont suivre constituent une approche simplifiée de la question.
C'est un minimun à savoir pour avoir une idée des principales caractéristiques du système étudié.

Dans la plupart des cas nous nous efforcerons de produire des schémas de principe simplifiés.
Néanmoins, certains renseignements prêteraient à confusion si on ne les décrivait pas dans leur intégralité.
C'est notamment le cas des entêtes des trames.

Le Lecteur nous excusera dans ce cas de ne décrire que ce qui nous paraît essentiel.
Des liens à des sites spécialisés vous seront donnés en fin de page pour vous permettre d'approfondir.

Oubien, courrielez :

 

RAPPELS : QUE RECOUVRE LA COUCHE PHYSIQUE D'UN RESEAU ?

Réponses :

  1. La topologie : Bus ou Anneau, possibilités de câblages en étoile par contentrateurs.
  2. Le support de transmission : Câble coaxial, Paire torsadée, Fibre optique, Infra-Rouge, Faisceau Hertzien, etc Portées maximales, Type de modulation, Fréquences utilisées
  3. Les matériels d'interface physique entre le support de transmission et la station reliées : ETTD .
  4. Les méthodes d'accès multiple au média de transmission. Ces méthodes sont à la limite des
    couches 1 et 2. On appelle souvent "couche MAC" "Media Access Control" l'ensemble de fonctions
    logiques et logicielles permettant de résoudre ces problèmes d'accès. Ne pas confondre avec les
    adresses MAC, adresses des cartes d'interface : Media Acess Cards.

Il faut également distinguer les recommandations - IEEE 802.3 ou IEEE 802.4 ou IEEE 802.5, etc.
Des réalisations constructeur : Ethernet II de Dec-Intel-Xerox - Token Ring d'IBM, etc.

 

GENERALITES SUR LES RESEAUX A JETON D'ANNEAU


Vous avez dit "Anneau physique" ?

Ce type de réseau est appelé "anneau physique" par opposition à "anneau logique" mis en pratique dans les réseaux à jeton de bus tels que "Token Bus" ( IEEE 802.4 ).
Dans un anneau physique, les stations se passent l'information de proche en proche.
Dans un anneau logique, les stations se passent l'information au moyen de leurs adresses.

Comment sont reliées les stations ?

La topologie physique est celle d'un bus en anneau : .les stations sont câblées en anneau.comme le montre la figure ci-dessous :

Comment circule l'information ?

Chaque station reçoit les données de la station qui la précède physiquement ; elle retransmet ces données, ou celles qu'elle génère, à la station qui la suit physiquement sur l'anneau.
La circulation se fait dans un seul sens

Le support de transmission entre stations peut être :

  • Paires torsadées
  • Câbles coaxiaux
  • Fibres optiques

Câblage en étoile par coffret de raccordement :

Comme le danger d'une topologie en anneau est la coupure du câble qui met tout l'anneau en panne, on a créé des coffrets de raccordement (MAU ou MSAU) équipés de connexions réalisées de telle manière que le fait d'enlever ou d'arracher un câble n'a aucune influence sur la continuité électro-physique de l'anneau.
Voir détails dans notre rubrique "Coffrets de raccordement" .

 
Token Ring d'IBM
IEEE 802.5
Débit
4 ou 16 Mbit/s
4 ou 16 Mbit/s
Longueur maxima
d'un segment (m)
250 avec câble STP
72 avec câble UTP
250
Câblage
Etoile
Non spécifié
Support
Câble à paires torsadées
Non spécifié
Transmission
Bande de base
Bande de base
Accès multiple
Jeton d'anneau
Jeton d'anneau
Codage
Manchester différentiel
Manchester différentiel
Tensions en ligne
Signal NRZ +/- 3,5 à 4 V
Non spécifié
Trames de données
-
Max 4 500 octets à 4 Mbit/s
Max 18 000 octets à 16 Mbit/s
En cas de coupure d'une liaison, ces réseaux ne reconstiuent pas l'anneau avec les stations restantes.

 
FDDI
Fiber DistributedData Interconnect
CDDI
Copper DistributedData Interconnect
Débit
100 Mbit/s
4 ou 16 Mbit/s
Longueur maxima
d'un segment (m)
Illimitée
250 avec câble STP
72 avec câble UTP
Câblage
Etoile - double circuit
Etoile - double circuit
Support
Fibre optique
Câble à paires torsadées
Transmission
Bande de base
Bande de base
Accès multiple
Jeton d'anneau
Jeton d'anneau
Codage
-
Manchester différentiel
Trames de données
-
Max 4 500 octets à 4 Mbit/s
Max 18 000 octets à 16 Mbit/s
En cas de coupure d'une liaison, ces réseaux reconstiuent l'anneau avec les stations restantes. "HEALING"

 

RAPPEL TRAMES

Les informations qu'une station est amenée à transmettre peuvent comporter un très grand nombre d'octets.

On a intérêt dans tous les cas à "saucissonner" cette information en segments égaux allant de de quelques octets à quelques centaines, voire quelques milliers d'octets.

Le réseau est ainsi parcourru par un flux plus ou moins continu de segments d'information pouvant provenir et être destinées à n'importe quelle station du réseau.

Pour pouvoir en reconnaître la destination et pour reconstituer les messages initiaux, il faut que chaque segment d'information comporte en plus des informations sur leur origine et provenance. Ces informations sont envoyées avec chaque segment dans ce que l'on appelle l'entête.

Quel est l'intérêt de ce "saucissonnage" ?

  1. De longs messages non découpés monopoliseraient le support d'information et les autres stations devraient attendre longtemps pour pouvoir y accéder.
  2. Des erreurs de transmission seraient difficiles à localiser et il faudrait renvoyer le message tout entier en cas d'erreur. Ce qui nemettrait pas à l'abri d'une seconde erreur. Des segments d'informations courts autorisent à les renvoyer plusieurs fois sans perdre un temps considérable.

L'ensemble entête-segment de données s'appelle :

  • trame au niveau de la couche physique et liaison
  • paquet ou datagramme ( ce n'est pas pareil ) au niveau de la couche réseau

Trames IEEE 802.5 - Jeton d'anneau - Token Ring -

"Token Ring" & "IEEE 802.5" gèrent tous deux deux types de trames :

  • Trames de données ou de contrôle
    Constituées :
    des trois octets d'entête SD (délimiteur initial) - AC (contrôle d'accès) - FC (contrôle de trame):
    les adresses destination & source,
    éventuellement d'informations de routage RI,
    les données, dans les trames de données ou les informations de contrôle dans les trames de contrôle,
    de la "somme de contrôle d'erreurs" CHK,
    du délimiteur terminal de trame ED,
    du descripteur de trame FS.
  • Trames jeton ( token frames )
    Consituées :
    D'un octet SD délimiteur de début de trame,
    D'un octet AC de contrôle d'accès à l'anneau, contenant notamment le bit jeton (token bit),
    D'un octet ED délimiteur terminal.

Sigle En clair Commentaire
SD Start Delimiter Délimiteur de début de trame - Par violations de codage Manchester -
AC Access Control Contrôle d'accès
Contient :
3 bits de priorité: PPP
le bit jeton : bit TK
3 bits de réservation RRR
FC Frame Control Contrôle de trame
Permet d'identifier les trames de contrôle dites MAC et de les distinguer des trames de données.
Dest  

Adresse de la station destination sur 6 octets

Lorsqu'un coupleur reçoit une trame, il examine cette adresse et la compare à sa propre adresse :

  • si la trame lui est destinée, elle la recopie bit à bit dans des registres internes tout en la faisant passer intégralement à la station suivante.
  • sinon il la fait quand même passer intégralement à la station suivante.

De toute manière, la trame sera éliminée par la station éméttrice lors qu'elle lui reviendra par l'anneau.
Sce  

Adresse de la station source sur 6 octets

Permet entre autre à la station émettrice de reconnaître le retour d'une trame qu'elle avait envoyée afin de pouvoir l'éliminer si les champs A et C de l'octet FS sont conformes.
R I Routing Information Informations de routage - implantée dans certains anneaux -
CHK Checksum Somme de vérification de la trame - détection d'erreurs de transmisssion.
ED End Delimiter Délimiteur de fin de trame - Par violations de codage Manchester -
FS Frame State

Etat de trame.

Permet à la station émettrice d'une trame de savoir,
au retour de celle-ci, si la station destinataire :

  • l'a copiée intégralement ou non C = 1 ou C = 0
  • est active sur le réseau A = 1 ou non A = 0.
PPP Proirity

Priorité de la trame sur 3 bits
TK Token

"Token" se traduit par "Jeton"

C'est à la fois ::

  • un bit de l'octet A
  • une trame réduite aux trois octets SD AC et ED

Une station ayant des données à envoyer, attend de voir passer un bit-jeton libre (mettons à 0) contenu dans l'octet AC.
Elle le met à l'état occupé (mettons 1), et envoie sa ou ses trames de données dans l'anneau.
Elle peut conserver ce jeton pendant un certain temps appelé le "temps de jeton" (environ 10 ms).

Dans le laps de temps où aucune station n'a de données à envoyer,
 les trois octets "Jeton" SD-AC-ED,
sont émis en permanence dans l'anneau,
avec, bien entendu, le "bit-jeton" à l'état libre.
M Monitor Sert au moniteur pour déterminer si une trame recycle sans cesse.
RRR Reservation Réservation : pour réserver une priorité plus haute - 3 bits -
A Active Bit mis à 1 par le destinataire de la trame (si sa station est active).
C Copy Bit mis à 1 par le destinataire de la trame s'il a totalement copié la trame dans ses registres internes : pas d'erreur constatée,
pas de débordcement. des piles internes etc.
r reserved  

 

Interface Station-Réseau


Les opérations de lecture et d'écriture des bits sur l'anneau
sont trop rapides pour pouvoir être réalisées par le logiciel de la station.

Aussi, interpose-t-on un coupleur réalisant directement ces fonctions
à base de logique combinatroire et séquentielle rapide,
et dialoguant avec la station par l'intermédiaire de deux buffers :
l'un pour les trames reçues,
l'autre pour les trames à envoyer sur l'anneau.


Station totalement passive
La station ni ne lit ni n'écrit des données reçues de l'anneau.
Le coupleur lit bit à bit les trames qui arrivent.
Simultanément il les les restitue en aval de l'anneau avec un retard de 1 bit.


Situation de lecture d'une trame.
Le coupleur lit des données sur l'anneau,
Il les enregistre dans une pile rapide.
Simultanément il les restitue en aval de l'anneau avec un retard de 1 bit.
La station lira la pile d'entrée à son rythme.


Situation d'écriture d'une trame dans l'anneau.
La station doit avoir déjà écrit les données dans une pile de sortie.
Le coupleur constitue les trames et les envoie bit à bit dans l'anneau.
Plusieurs trames peuvent être envoyées successivement,
si leur durée d'envoi totale est inférieure au laps temps maximum imparti
à chaque station pour détenir le jeton ( 10 ms généralement ) .

Nous n'avons pas montré le cas où un coupleur reçoit une trame qu'il a lui-même envoyée
Si cette trame a été correctement.
Le coupleur élimine cette trame et émet une trame-jeton SD AC ED avec le bit-jeton libre.

Sur la toile : Adaptateurs IBM

 

 

Petit calcul :

Sachant :
que la vitesse de propagation du signal électrique dans un tel conducteur est proche de 200 000 km/s
que le débit est de 10 M bit/s.
Calculer la "longueur d'un bit". Réponse :

 

 

Réponses

Longueur d'un bit

Au tableau !

Moralité :
Pour un réseau local, et si on néglige le temps de passage par chacune des stations (calcul approximatif),
la station émettrice reçoit le signal pendant qu'elle l'envoie.

Elle peut donc intercepter une trame, la modifier ou arrêter sa progression pour qu'elle ne soit plus transmise une seconde fois.

 

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Dans ce site :

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Sur la toile :

CISCO - IEEE 802.5 & Token Ring
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Rad Token Ring Animation
Bases du Token Ring
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Site très complet sur Token Ring
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