Token

En el Bus LAN, es posible que un algún momento una estación no envíe su packet (cuando los choques o “collisions” llegan al límite y se cancela el proceso). Por lo tanto, el acceso al bus no garantiza que la estación transmita. Este tipo de red se conoce como “nondeterministic network”. Para asegurar que cada estación con data para transmitir tenga la oportunidad de hacerlo (esto es, tener un “deterministic network”) se necesita cierto tipo de control que el bus network no ofrece por sí solo.

En el “token” network, en vez de tener una estación que permita el acceso, se pasa el control de estación en estación por medio de una ficha (o “token”). Una vez la transmisión se completa, la estación que transmite es responsable de pasar el “token” a la próxima estación para que accese la red. Como las estaciones no transmiten si no tienen el “token”, los conflictos son poco frecuentes o inexistentes.

Ring Local Area Network

En un Ring LAN, las estaciones están conectadas en forma de anillos. Su topología física consiste de un número de estaciones conectadas en un círculo cerrado. En la mayoría, los packets fluyen en una sola dirección. Una estación identifica a su sucesor como la próxima estación en el Ring. Si una estación falla, el network sigue funcionando con las estaciones disponibles. Si el canal falla se pierde toda la comunicación, dado que el packet fluye en una dirección. Recientemente, se están desarrollando arquitecturas en ambas direcciones de forma tal que si un canal falla, el packet sigue en la otra dirección.

Existen tres tipos de algoritmos de Ring Network: el Token Ring, el Slotted Ring y el Register Insertion.

Token Ring:

Las estaciones deben esperar a recibir permiso para transmitir; se usa el token en forma similar al token bus. El token del Ring está en uno de dos estados: libre (free) u ocupado (busy). Al detectar un token ocupado, cada estación toma una copia del frame (packet), revisa la dirección y si es su dirección mantiene el frame, de lo contrario lo descarta. La estación que transmite es responsable de eliminar el packet y enviar el token libre de vuelta al network.

Errores del Token Ring:

El objetivo del Token Ring es asegurar que todas las estaciones tengan igual acceso al ring, usando el “token”. Dos situaciones de error pueden parar el acceso al network:

- Token perdido – El token se puede perder porque una estación que vaya a transmitir remueva el token libre y ésta se dañe antes de enviar el token ocupado; o que la estación remueva el token ocupado y se dañe antes de enviar el token libre. Si un token se remueve del network o se corrompe tanto (Ej. por ruido) que es imposible reconocerlo, todas las estaciones se quedarán esperando por un token libre que nunca llegará.

- Token ocupado circulando – Un token puede mantenerse en estado ocupado si está corrupto o si la estación que transmitió se dañó después de transmitir pero antes de recoger el packet y enviar el token libre.

Para evitar estos problemas, se usa una estación para monitorear el network, llamada estación monitor. Esta estación vigila el ring para asegurar que se pueda corregir el network si entra en un estado de error y se pueda colocar un nuevo token en el network. La estación monitor puede ser dedicada únicamente a la tarea de vigilar la red o puede compartir esta tarea junto a la transmisión y recepción de frames.

La estación monitor puede detectar fácilmente la falta del token. Como el tráfico de la red siempre es vigilado, se espera un token a intervalos regulares. Si el token no llega, el monitor envía un nuevo token libre.

Detectar el token ocupado que circula es más difícil, pues el monitor tiene que determinar si el token acaba de ser cambiado o si se mantiene ocupado de un ciclo anterior. La situación se resuelve con un bit (llamado monitor passed bit) el cual el monitor añade al control bit cada vez que un token ocupado pasa por la estación. Así, un token ocupado puede tener el “monitor passed bit” en dos estados:

· Activo (Set) – La estación que transmitió el packet no lo removió del network. El monitor remueve todos los bits del ring y envía un nuevo token libre.

· Inactivo (Cleared) – Es la primera vez que el packet pasa por el monitor, quien activa el “monitor passed bit”.

Otros errores en el Token Ring Network pueden ser:

- Token duplicado – Ocurre si un network que permita un solo token tiene más de uno en el ring. Para detectar esta situación, la estación que transmite verifica la dirección del origen del frame (source address) antes de removerlo. Si es distinto al suyo es porque existe un token duplicado. Para solucionarlo, todas las estaciones que hayan transmitido remueven sus frames, haciendo que la estación monitor detecte el token perdido y emita un nuevo token libre.

- Falla de la estación monitor – La detección de este error se puede lograr de varias formas:

o Haciendo que la estación monitor envíe un mensaje de “vida” a todas las estaciones en forma periódica. Si el mensaje no es detectado, significa que la estación monitor falló.

o Toda estación sabe que en un tiempo determinado habrá un token libre en la red. Si el token no se encuentra es que la estación monitor ha fallado.

o Todas las estaciones pueden vigilar el tráfico del ring. Si no hay tráfico en un periodo de tiempo, la estación monitor falló.

Para corregir este error, las estaciones deben determinar cuál de ellas será la próxima estación monitor o se debe enviar una señal de error a la persona encargada de administrar el network.

Conexión al Ring:

En la mayoría de las redes, el ring no pasa físicamente a través de las estaciones, pues si una se daña, el network entero se ve afectado. Las estaciones se conectan al ring a través de un “bypass relay”. Mientras la estación está activa eléctricamente, el “bypass relay” permanece abierto, permitiendo que la estación reciba los bits. Si la estación se daña, el “bypass relay se cierra y los bits evitan la estación y pasan a la próxima.

Slotted Ring:

Es una red parecida al Token Ring, excepto que circula una sola estructura de frame que contiene espacio para la data. El frame tiene dos estados: libre y ocupado. Al igual que el Token Ring, cuando la estación que transmite recibe su frame con el token ocupado, suelta el token, enviando el token libre a la red. Típicamente el Slotted Ring tiene varios packets circulando para mejorar el “througput”. El número de packets en el ring es controlado por la estación monitor.

Register Insertion Ring:

Funcionan como un ring de estaciones que guardan y envían. Cada estación tiene dos registros que pueden mantener frames de un tamaño variable. Un frame es de la estación anterior (guardado en el registro anterior) y el otro frame es de la misma estación (guardado en el registro local). Cuando un frame llega a la estación (bits por bits) es copiado al registro anterior. Cuando llega el bit de la dirección del destinatario (destination address), la estación compara esta dirección con la suya. Si es la misma, es frame es copiado a la estación. Si no lo es, el frame es enviado a la próxima estación, un bit a la vez.

Si la estación local va a transmitir, primero debe guardar su frame en el registro local. Cuando el registro anterior está vacío, la estación verifica su registro local y si tiene un frame, lo transmite a la próxima estación. Si en esos momentos llegan bits de la estación anterior, la estación local los copia en el registro anterior mientras completa la transmisión del frame que se encuentra en el registro local.