13. Milyen kódolást használ a 802.3? Mi a lényege?

14. Ismertesse a 802.3 MAC protokollját! Milyen keretformátumot használ? Milyen a címzés?

15. Ismertesse a 802.4 szabványt! Mi a közeghozzáférés módszere? Milyen a hálózat topológiája? Milyen kábelezést használ?

16. Ismertesse a 802.4 MAC protokollját! Milyen keretformátumot használ? Milyen a címzés?

17. Hogyan történik a logikai gyûrû karbantartása?

18. Ismertesse a 802.5 szabványt! Mi a közeghozzáférés módszere? Milyen a hálózat topológiája? Mi a gyûrû felépítés elõnye? Milyen kábelezést használ?

19. Ismertesse a 802.5 MAC protokollját! Milyen keretformátumot használ? Milyen a címzés?

20. Hogyan történik a vezérjeles gyûrû karbantartása?

Az összes 802.3 implementáció, beleértve az Ethernetet is, manchester kódolást használ, amelyet az alábbi ábrán láthatunk. A bitek közepén lévõ jelváltás iránya jelenti a 0 vagy 1 információt, és ezen átmenet segítségével a küldõ szinkronizálhatja a VEVÕ-t.

A bitek közepén levõ átmenetek segítségével a küldõ szinkronba hozhatja a vevõt. Bármelyik idõpontban a kábel a kõvetkezõ három állapot egyikében van: 0-ás bit átvitele (alacsonyból magasba való átmenet), 1-es bit átvitele (magasból alacsonyba való átmenet), vagy tétlen (0 V). A jel magas szintjét +0,85 V, alacsony szintjét - 0,85 V jelenti.

A 802.3 keretszerkezete az alábbi ábrán látható.

Minden keret egy 7-bájtos elõtaggal (preamble) kezdõdik, amely 10101010 mintájú. E minta Manchester-kódolása, amely egy 10 MHz-es, 5,6 usec idõtartamú négyszögjel, lehetõséget biztosít a vevõ órájának; hogy az adó órájához szinkronizálódjon.

Ezután következik a keretkezdet (start of frame) bájt, amely a keret kezdetét jelöli ki az 10101011 mintával.

A keret két címet tartalmaz, egy célcímet és egy forráscímet. A szabvány 2- és 6-bájt-os címeket is megenged, de a 10 Mbit/s-os alapsávú szabvány számára kijelölt paraméterek csak 6-bájtos címek használatát engedélyezik. A célcím legfelsõ helyiértékû bitje (I/G) közönséges címek esetén 0, csoportcímek esetén 1 értékû. A csoportcímek teszik lehetõvé több állomás egyetlen címmel való megcímzését. Amikor egy keret csoportcímet tartalmaz célcímként, akkor a keretet a csoport minden tagja veszi. Az állomások egy meghatározott csoportjának való keretküldést többes-küldésnek (multicast) nevezik. A célcímben csupa 1-est tartalmazó keretet az összes állomás veszi. Ez az üzenet-szórás (broadcast).

A címzésnél érdekes a legmagasabb helyiértékû bit melletti 46. bit (U/L) használata. Ez a bit a helyi és a globális címeket különbözteti meg. A helyi címeket a hálózatmenedzserek jelölik ki és a helyi hálózaton kívül nincs jelentõségük. A globális címeket ellenben az IEEE jelöli ki azért, hogy a világon ne fordulhasson elõ két azonos globális cím. Mivel 48 - 2 = 46 bit áll rendelkezésre, ezért megközelítõleg 7*10¹³ globális cím létezik. Az alapgondolat az, hogy 46 bitet használva már a világ bármely két állomása megcímezheti egymást. A célok megtalálásának módja már a hálózati rétegre tartozik. Ezt a 6*8 bájtot megegyezés szerint hexadecimális alakban, bájtonként kettõspontokkal elválasztva adják meg, például:

Sajnos a gyûrû mint fizikai topológia kevéssé illeszkedik a futószalagok egyenes vonalú kialakításához. Ezért egy olyan kialakítást szabványosítottak, amely fizikailag lineáris buszkialakítása miatt üzenetszórásos módot használ (azaz a gyûrûtõl eltérõen nem pont-pont kapcsolati módon dolgozik). Logikailag azonban gyûrû felépítésû. Elnevezése: vezérjel busz, vagy vezérjeles sín.

A logikai gyûrû szervezés azt jelenti, hogy minden állomás ismeri a bal és a jobb oldali állomásának a címét. Ez a szomszédság nem a fizikai elhelyezkedés, hanem a gyûrûben elfoglalt logikai elhelyezkedés szerinti. Amikor a gyûrût elindítják, elsõként a legmagasabb sorszámú állomás küldhet üzenetet. A küldés után átadja a küldés jogát a közvetlen szomszédjának, amit egy speciális keret a vezérjel (token) képvisel. Ez a vezérjel a logikai gyûrû mentén jár körbe, állomásról állomásra. Küldési joga csak a tokent birtokló állomásnak van, ezért ütközés nem jöhet létre. A gyûrûhöz csatlakozó állomások minden üzenetet vesznek, de csak a neki szólót veszik figyelembe.

Fontos megjegyezni, hogy a sínhez való fizikai csatlakozás nem jelent azonnal gyûrûhöz való csatlakozást is: az állomások gyûrûbe illesztése, illetve eltávolítása a vezérjel-busz MAC-protokolljának a hatáskörébe tartozik. Maga a protokoll nagyon bonyolult, 10 különbözõ idõzítést, és számos belsõ állapotváltozót használ.

A fizikai réteg a kábeltelevíziózásban használt 75 ohmos szélessávú koaxiális kábel. Mind az egykábeles mind a kétkábeles (irányonként egy kábel) rendszer használható, fõállomással, illetve az nélkül.

Három különbözõ modulációs módszer használható: fázis-folytonos ill. fázis-koherens frekvenciamoduláció, valamint amplitudó moduláció. A lehetséges sebességek: 1.5 ill. 10 Mbit/s. A modulációs technikák a kábel 0, 1 és tétlen állapota mellett még további három állapot fennállását is lehetõvé teszik, amelyeket hálózatvezérlési célokra, jelzésátvitelre használnak.

A gyûrû üzembe helyezésekor az állomások a gyûrûbe cím szerint csökkenõ sorrendbe kerülhetnek be. A vezérjel küldés is mindig a nagyobbtól a kisebb sorszámú állomás felé irányul. Amikor egy állomás megkapja a vezérjelet, azt adott ideig birtokolhatja, és ez alatt az idõ alatt — ha a keretei rövidek —, akár több keretet is elküldhet.

Ha a vezérjelet birtokló állomásnak nincs elküldendõ kerete, akkor a tokent azonnal továbbküldi. A prioritás megvalósításának fontossága miatt négy, növekvõ prioritási osztály van a forgalom számára: 0 , 2, 4, 6. Ez utóbbi a legnagyobb prioritású. Mûködési szempontból úgy is tekinthetjük, mintha minden állomás négy különféle prioritású alállomásból állna: az érkezõ kereteket a prioritásuk szerinti alállomás dolgozza fel.

Amikor a vezérjel megérkezik egy állomáshoz, annak 6-os alállomása aktivizálódik. Ha van kerete, azonnal kezdi küldésüket. Amikor végzett (vagy amikor az idõzítése lejárt), a vezérjelet belül átadja a 4-es alállomásnak, amely szintén az idõzítésének lejártáig küldhet kereteket. Ezután az is továbbadja a vezérjelet 2-es prioritású alállomásnak, majd az a 0-ás alállomásnak, ahol keretek elküldésre kerülnek. Ezek után a vezérjelet a következõ állomásnak kell továbbküldeni.

Az idõzítések megfelelõ beállításával elérhetõ például az, hogy a teljes vezérjel-birtoklási idõ egy jól meghatározott része a 6-os prioritású forgalomé legyen. Ez lehetõvé teszi, hogy a hálózati adatátviteli kapacitás egy adott részét a 6-os prioritású forgalom számára tartsa fenn, és pl. hang vagy más valósidejû forgalom lebonyolítására használható. Az alsóbb prioritásoknak számára a maradék idõ áll rendelkezésre.

Ez a sebesség állomásonként pédául egy kis, a vezérlõinformációk átvitelére alkalmas maradék kapacitással együtt, egy ISDN hangcsatorna megvalósításához elegendõ.

A vezérjeles sín keretformátuma az alábbi ábrán látható.

Az elõtag, a vevõ órájának szinkronizálását segíti elõ. A kezdetjelzõ és a végjelzõ mezõ a keret határait jelzik. Mindkét mezõ analóg kódolású szimbólumokat tartalmaz, amelyek a digitális 0 és 1 kódolásától jelentõsen különböznek. A speciális határoló jelek alkalmazása miatt nincs szükség adathossz mezõre.

A keretvezérlés-mezõ az adat- és a vezérlõkereteket különbözteti meg egymástól, és adatkeretek esetén a keretek prioritását hordozza. Tartalmazhat olyan jelzést is, amely a célállomást a keret hibátlan vagy hibás vételének nyugtázására kötelezi.

Vezérlõkeretek esetén a keretvezérlés mezõ a keret típusát jelöli. A megengedett típusok halmaza a vezérjel-átadási és a különbözõ gyûrû-karbantartási keretekbõl áll. Ez utóbbiak között vannak az állomásokat a gyûrûbe be- illetve kiléptetõ kerettípusok. Megjegyezzük, hogy a 802.3 szabványban vezérlõ keretek nincsenek. A következõ táblázat a vezérlõkereteket mutatja be:

A célcím és a forráscím mezõ ugyanolyan, mint a 802.3-ban. Akárcsak a 802.3-ban, egy adott hálózatban vagy csak 2 bájtos, vagy csak 6 bájtos címeket használhatnak az állomások Az egyedi és csoportcímek, valamint a lokális és globális címek kijelölésére ugyanazok vonatkoznak, mint 802.3-asnál.

Az adatmezõ hossza 8182 bájt 2 bájtos címzés, illetve 8174 bájt 6 bájtos címzés esetén. Ez több mint ötszöröse a legnagyobb 802.3-beli keretnek. (Persze ott azért választottak rövid kereteket, hogy egy állomás ne tarthassa fel túl hosszú ideig a többi állomást). A vezérjeles sínen az idõzítésekkel lehet korlátozni a hosszú keretek küldését, egyébként viszont nagyon kényelmes hosszú kereteket küldeni akkor, ha követelmény a valós idõben történõ feladat-végrehajtás. Az átviteli hibák kiszûrésére az ellenõrzõösszeg-mezõ szolgál. Ugyanazt az algoritmust használja, és ugyanúgy több tagú, mint a 802.3-é.

Az állomások be- illetve kikapcsolása gyakran elõforduló esemény, így meg kell oldani a gyûrûbe való be- és kiléptetést. A MAC réteg protokollja, az esetleg fellépõ versenyhelyzetek feloldásával együtt ezt pontosan definiálja. A feloldási algoritmus a 802.3-nál megismert bináris exponenciális visszatartás módszere.

Miután a gyûrû felállt, minden állomásinterfész nyilvántartja a két logikailag szomszédos állomás címét. A vezérjel birtokosa a táblabeli Solicit-successor keretek egyikének elküldésével rendszeres idõközönként ajánlatot kér a gyûrûhöz még nem tartozó állomásoktól. A keret a küldõ és a küldõt a sorban követõ állomás címét tartalmazza. Azért, hogy a gyûrûcímek csökkenõ sorrend szerinti rendezettsége megmaradjon, csak az ebben a tartományban lévõ állomások kérhetik beléptetésüket. Egyszerre csak egy állomás beléptetése valósulhat meg. Ennek az a célja, hogy korlátozni lehessen a gyûrûkarbantartásra felhasználható idõt.

Ha egy adott idõn belül egyetlen állomás sem ajánlkozik, akkor a vezérjel birtokosa folytatja tovább tevékenységét. Ha pontosan egy állomás kér belépést, akkor a beléptetés végrehajtódik, és ez az állomás lesz a vezérjel birtokosának következõ új szomszédja.

Ha egyszerre két vagy több állomás jelent be belépési igényt, akkor kereteik, akár a 802.3 esetén, ütközni fognak és összekeverednek. A vezérjel birtokosa ezután egy Resolve-contention keret elküldésével kezdeményezi a versenyfeloldási algoritmus végrehajtását.

Az új állomások beléptetési kérelmei nem befolyásolhatják a vezérjel körbefutási idejének legrosszabb esetre számolt értékét. Minden állomásban van egy idõzítõ. óra, amely minden vezérjel-igényléskor nullázódik. Amikor a vezérjel beérkezik, az óra újbóli nullázása elõtt az állomás megvizsgálja az óra értékét (azaz az elõzõ vezérjel-körbejárási idõt). Ha ez meghalad egy bizonyos értéket, akkor arra következtet, hogy a forgalom túl nagy, ezért ebben a körben az állomás nem fog belépési ajánlatot küldeni.

A gyûrû elhagyása ennél könnyebb. Egy Q állomás, amelyet a P állomás elõz meg, és a R állomás követ, (sorrend: P - Q - R) úgy lép ki a gyûrûbõl, hogy P-nek egy Set-successor keretet küld, amellyel közli, hogy ezentúl P követõje nem Q, hanem R (sorrend: P - R). Ezután a Q egyszerûen abbahagyja a küldést.

A gyûrû üzembe helyezése az új állomás beléptetésének egy speciális esete. Amikor bekapcsolják az elsõ állomást, egy bizonyos idõ múlva észreveszi, hogy nincs forgalom. Ezután egy Claim token keretet küld el. Mivel nem észlel más, vezérjelért versengõ társat, ezért létrehoz egy vezérjelet, valamint egy gyûrût, — amelynek egy tagja lesz, ez az állomás. Rendszeres idõközönként kéri új állomások belépési ajánlatát. Ahogy új állomásokat kapcsolnak be, válaszolni fognak ezekre a kérésekre, és az elõzõekben leírt mechanizmus szerint beléphetnek a gyûrûbe. Végsõ soron minden bekerülni akaró állomás be is tud kerülni a gyûrûbe.

Az átviteli és hardverhibák következtében probléma lehet a gyûrûvel és a vezérjellel is. Például, mi történik akkor, ha egy állomás a vezérjelet egy már mûködésképtelenné vált állomásnak továbbítja? A megoldás magától értetõdõ. Miután a vezérjelet elküldi, elkezdi figyelni a szomszédos állomást, hogy kibocsát-e vezérjelet vagy keretet. Ha nem küld semmit, akkor az állomás újabb vezérjelet küld.

Ha ez szintén tönkremegy, akkor az állomás egy Who follows keretet küld el, amely a következõ szomszédos állomás címét tartalmazza. Amikor a meghibásodott állomás után kõvetkezõ állomás észrevesz egy Who follows keretet, amely éppen az elõzõ szomszédjának címét hordozza, akkor egy Set successor keret küldésével válaszol annak az állomásnak, amelynek kõvetkezõ szomszédja meghibásodott, és magát nevezi meg új szomszédként. A meghibásodott állomás tehát így kikerül a gyûrûbõl.

Most tegyük fel, hogy egy állomás nemcsak, hogy nem továbbítja a vezérjelet, hanem még kõvetkezõjének következõjét sem találja meg, amely ugyancsak tönkrement. Erre egy új stratégiát alkalmaz a Solicit successor-2 keret elküldésével, annak ellenõrzésére, hogy egyáltalán van-e "valaki, aki még él". Ezt kõvetõen ismét a szabványos versenyprotokoll kerül végrehajtásra, amelyben minden olyan állomás részt vehet, amely be akar kerülni a gyûrûbe. Végül a gyûrû újra felépül.

Megint egy más típusú probléma az, amikor a vezérjel birtokosa megy tönkre, és nem ereszti el a vezérjelet. Ezt a problémát a gyûrû inicializálási algoritmusa oldja meg. Minden állomás rendelkezik egy idõzítõ órával, amely egy keret hálózatban való megjelenésekor nullázódik. Amikor ez az óra egy küszöbidõt elér, akkor az állomás egy Claimtoken keretet bocsát ki, és az új vezérjel megszerzéséért verseny indul meg.

További probléma az, ha egyszerre több vezérjel jelenik meg. Ha a vezérjelet birtokló állomás észrevesz egy másik állomástól származó vezérjelet, akkor saját vezérjelét azonnal eldobja. Ha két vezérjel volt, akkor most már csak egy van. Ha több mint két vezérjel lenne, akkor ez a folyamat addig folytatódik, amíg újból csak egy vezérjel marad. Ha az állomások véletlenül az összes vezérjelet eldobnák, akkor az aktivitás hiánya egy vagy több állomást arra késztetne, hogy vezérjel-generálási folyamatot indítson el, amelynek lefolyását már láttuk.

Bevezetésként meg kell jegyeznünk azt a tényt, hogy a gyûrû nem igazán alkalmas üzenetszórásos átvitelre, hiszen tulajdonképpen kör alakba rendezett, két pont közötti kapcsolatok halmaza. A gyûrûtechnológia majdnem teljesen digitális, szemben pl. a 802.3-al, amely jelentõs mennyiségû analóg elemet tartalmaz az ütközések érzékeléséhez. A gyûrû kiszámítható felsõ idõkorlátos csatorna-hozzáférést is biztosít. A létezõ többféle gyûrû kialakítások közül a 802.5 által szabványosítottat vezérjeles gyûrûnek (token ring) nevezik.

A gyûrûben zajló átvitel tervezésénél és elemzésénél alapvetõ kérdés egy bit "fizikai hossza". Ha egy gyûrû K Mbit/s-os adatátviteli sebességgel rendelkezik, akkor 1/K m sec-onként kerül ki egy bit az átviteli közegre. A tipikus 200 m/m s-os jelterjedési sebességgel számolva ez azt jelenti, hogy egy bit megközelítõleg 200/K métert foglal el a gyûrûn. Emiatt például 1 Mbit/s-os gyûrû, amelynek kerülete 2000 m, csak 10 bitet tartalmazhat egyszerre.

A gyûrûinterfészeknek két üzemmódjuk van: vételi és adási. Minden gyûrûinterfészhez érkezõ bit az állomás egy ideiglenes regiszterébe (pufferébe) kerül, — ahonnan az adott állomás ismét a gyûrûbe küldi ki. Vétel esetén a pufferben levõ bitet a gyûrûbe való kiírás elõtt az állomás megvizsgálja, majd továbbadja. Ha nem az eredetit küldi tovább, akkor adásról beszélünk. A bitek interfészeknél való pufferelése, másolása minden egyes állomásnál 1-bites késleltetést eredményez.

Ha az állomások tétlenek, a vezérjeles gyûrûben, egy speciális bitminta, az ún. vezérjel (token) jár körbe. Amikor egy állomás keretet akar küldeni, még a küldés elõtt meg kell szereznie a vezérjelet, és el is kell távolítania a gyûrûbõl. Mivel csak egyetlen vezérjel van, ezért csak egyetlen állomás adhat egyszerre, így tehát a csatorna-hozzáférés ugyanúgy ütközés mentesen valósul meg, mint a vezérjeles sín esetén.

A vezérjeles gyûrû tervezésének további gondja az, hogy magának a gyûrûnek is elegendõ késleltetéssel kell rendelkeznie ahhoz, hogy tétlen állomások esetén is képes legyen a teljes vezérjel befogadására és keringtetésére. A késleltetés két komponensbõl áll: az egyes állomások okozta 1-bites késleltetésbõl és a jelterjedési késleltetésbõl.

A tervezõknek majdnem minden gyûrûben számolniuk kell az állomásoknak különbözõ idõkben, különösen éjszakára való kikapcsolásával, és az ebbõl adódó késleltetések csökkenésével. Ha az állomások gyûrûillesztõi a gyûrûtõl kapják áramellátásukat, akkor az állomások leállításának nincs ilyen hatása. Ha azonban az interfészek kívülrõl kapják az áramot, akkor a gyûrû folytonosságának fenntartása miatt úgy kell azokat megtervezni, hogy kikapcsoláskor a bemenetük a kimenetükhöz kapcsolódjon. Ez nyilvánvalóan megszünteti az 1-bites késleltetést.

Rövid gyûrû esetén ezért éjszakára mesterséges késleltetéseket illesztenek be, így teszik képessé a gyûrût a vezérjel további fenntartására és keringtetésére.

A gyûrûben körbeterjedõ biteket a küldõ állomások távolítják el a gyûrûbõl. Az állomás megõrizheti — az eredeti bitekkel való összehasonlításhoz — vagy el is dobhatja azokat. Ez a gyûrûszerkezet nem korlátozza a keretek maximális méretét, hiszen az egész keret egyszerre úgy sem jelenik meg a gyûrûben.

Miután egy állomás az utolsó keretének utolsó bitjét is elküldte, a vezérjelet vissza kell helyeznie a gyûrûbe. Az utolsó bit visszaérkezése — és a gyûrûbõl való kivonása után az interfésznek azonnal vételi üzemmódba kell visszaállnia, nehogy ismét kivonja a vezérjelet, amely az utolsó bitet követõen érkezik, hacsak addigra már egy másik állomás meg nem szerezte.

A keretek nyugtázása nagyon egyszerûen megoldható. A keretformátumnak egyetlen 1-bites mezõt kell tartalmaznia, amely kezdetben nulla. Amikor a célállomás megkapja a keretet, ezt a mezõt 1-be állítja. Mivel a keretet a küldõ vonja ki, ezért könnyen tudja ezt a bitet, a nyugtát ellenõrizni. Ha a keret üzenetszórásos típusú, az több állomásnak szól, akkor ennél sokkal bonyolultabb nyugtázási mechanizmust használnak (ha egyáltalán használnak).

Amikor a forgalom kicsi, akkor a vezérjel a mûködési idõ legnagyobb részében a gyûrûben körbe-körbe fut. Alkalomszerûen egy-egy állomás kivonja a gyûrûbõl, kereteit elküldi, majd ismét visszahelyezi a gyûrûbe. Ha azonban a forgalom olyan nagy, hogy az egyes állomásoknál sorok keletkeznek, akkor ahogy egy állomás befejezi adását és a vezérjelet visszahelyezi a gyûrûbe, a következõ állomás, figyelve azt, azonnal lecsap rá, és kivonja a gyûrûbõl. Ily módon az adási engedély, szép egyenletesen ciklikus multiplexálás jelleggel, körbeforog a gyûrûben: Nagy terhelés esetén a hálózat hatékonysága a 100%-ot is elérheti.

A 802.5 szabvány szerinti gyûrû a fizikai rétegben a 1, 4 vagy 16 Mbit/s-os sebességre alkalmas árnyékolt sodrott érpárt használ. Az IBM verziója, akárcsak a legtöbb vezérjeles gyûrû, 16 Mbit/s-os sebességen mûködik. A jeleket a különbségi Manchester-kódolással kódolják. A magas és alacsony logikai értékeket 3,0-4,5 V közötti pozitív, ill. negatív jelek képviselik. Rendesen a különbségi Manchester-kódolás magas-alacsony és alacsony-magas váltásokat használ a bitek jelzésére, de a 802.5 bizonyos vezérlõbájtokban (pl. keretek elejének és végének jelzésére) alacsony-alacsony és magas-magas átmeneteket is használ. Ezek a nem adat jellegû jelek csak egymást követõ párokban fordulnak elõ azért, hogy ne idézzenek elõ egyenfeszültségû komponenst a gyûrûn.

Sajnos a gyûrûhálózatokban a kábel megszakadása esetén az egész gyûrû mûködése megszûnik. A probléma megoldása: a huzalközpont (wire center), amely a 105. ábrán látható. Minden állomás egy bejövõ és egy elmenõ vezetékkel kapcsolódik hozzá.

A huzalközponton belül egy állomás be és kimenõ vezetékét rövidre záró ún. terelõ relék (az ábrán K-val jelölve) vannak, amelyeket az állomások látnak el árammal. Ha a gyûrû megszakad, vagy egy állomás meghibásodik, akkor a tápáram hibája miatt a relé elenged, így az állomás kikerül a logikai gyûrûbõl. A reléket szoftver is mûködtetheti, így lehetõség nyílik olyan diagnosztikai programok írására, amelyekkel az állomások egyenkénti kiiktatása révén hibás állomásokat, ill. gyûrûszegmenseket fel lehet fedezni. Bár a 802.5 szabvány formálisan nem követeli meg az ilyen huzalközpontot, de a gyakorlatban elvárják, hogy a 802.5 hálózatok a megbízhatóság és a karbantarthatóság növelése érdekében huzalközponttal rendelkezzenek. A kialakítására az IBM a struktúrált kábelezést használja.

Amikor a hálózat több egymástól messze fekvõ állomáscsoportból áll, akkor logikusan bõvítve több huzalközpontból álló topológia is létrehozható úgy, hogy az ábrán levõ állomás kábelpárok egyikét egy távoli huzalközpontba tartó kábelpár váltja fel.)

A MAC alréteg alapmûködése nagyon egyszerû. Amikor nincs forgalom, akkor a gyûrûn egy 3-bájtos vezérjel kering körbe-körbe addig, amíg valamelyik állomás meg nem szerzi a második bájtja egy adott, 0 értékû bitjének 1-be állításával. Ezáltal az elsõ két bájt keretkezdet szekvenciává alakul át. Az állomás ezután az alábbi ábrán látható módon egy normál adatkeret további részeit kezdi el küldeni.

Rendes körülmények között a keret elsõ bitje a gyûrûn körbeérve még azelõtt visszatér küldõjéhez, hogy az a teljes keretet el tudta volna küldeni. Csak egy nagyon hosszú gyûrû képes egy teljes keretet felvenni. Következésképpen az adó állomásnak már küldés közben el kell kezdeni a gyûrû "lecsapolását", azaz az útjukat befejezõ bitek kivonását a gyûrûbõl.

Egy állomás a vezérjelet legfeljebb az ún. vezérjel tartási ideig (token-holding time) birtokolhatja, amelynek alapértéke 10 ms. Ha az elsõ keret elküldése után még elegendõ idõ marad, az állomás további kereteket is elküldhet.

Ha az összes keret elküldése befejezõdött, vagy a vezérjel tartási idõ lejárt akkor az állomásnak vissza kell állítania a 3-bájtos vezérjelet, és vissza kell helyeznie a gyûrûre.

Az ábrán látható Kezdetjelzõ és Végjelzõ mezõk a keretek elejét és végét jelzik. Az adatbájtoktól való megkülönböztethetõsége érdekében, érvénytelen különbségi Manchester mintákat (HH és LL) tartalmaznak. A Hozzáférési vezérlés mezõ tartalmazza a vezérjelet, valamint a Figyelõbitet, a Prioritásbiteket és a Lefoglalásbiteket. Az adatkereteket a vezérlõkeretektõl a Keretvezérlés bájt különbözteti meg. Ezeket a Célcím és a Forráscím mezõk követik, amelyek ugyanazok mint 802.3-ban és 802.4-ben. Ezután az adatmezõ következik, amely tetszõleges hosszúságú lehet (!), hosszát csak a vezérjel tartási idõ korlátozza. Az Ellenõrzõösszeg mezõje megegyezik a 802.3-aséval és 802.4-esével.

Egy érdekes, a másik két protokollban nem létezõ bájt a Keretstátusz-bájt. Ez tartalmazza az A és C biteket. Amikor egy keret megérkezik a célcímmel megegyezõ állomás interfészéhez, a keret elhaladása során az interfész bebillenti az A bitet.

Ha az interfész be is másolja a keretet az állomás memóriájába, akkor a C bitet is bebillenti. A keret bemásolása puffer-hiány vagy egyéb más okokból meghiúsulhat. Amikor egy állomás kivonja az általa elküldött keretet, megvizsgálja az A és C biteket. Három kombináció lehetséges :

1. A = 0 és C = 0 - a célállomás nem létezik, vagy nincs bekapcsolva.

2. A = 1 és C = 0 - a célállomás létezik, de nem fogadta a keretet.

3. A = 1 és C = 1 - a célállomás létezik és a keretet bemásolta.

Ez az elrendezés a keretek egyidejû nyugtázását is biztosítja. Ha egy keretet visszautasítanak, de a cél létezik, akkor a küldõ opcionálisan egy kis idõ múlva ismét próbálkozhat. Mivel a Keretstátusz bájt az ellenõrzõösszeg hatáskörén kívül van, ezért az A és C biteket a keret belsejében megismételték kompenzálva a megbízhatóság csökkenését.

A végjelzõ egy E bitet tartalmaz, amelyet akkor billent be egy interfész, ha hibát érzékel (pl. egy nem engedélyezett Manchester-mintát fedez fel). Tartalmaz még egy olyan bitet is, amelynek segítségével egy logikai sorozat utolsó keretét lehet megjelölni, azaz hasonló jellegû mint egy állományvége (EOF=end-of file) jel.

A 802.5 többszintû prioritáskezelésre alkalmas. A 3 bájtos vezérjel középsõ bájtjának egyik mezõje a vezérjel prioritását adja meg. Amikor egy állomás egy p prioritású keretet akar küldeni, akkor addig kell várnia, amíg egy olyan vezérjelet el nem tud kapni, amelyiknek prioritása kisebb vagy egyenlõ p-nél. Továbbá, egy állomás a következõ vezérjel lefoglalását megkísérelheti úgy is, hogy az éppen áthaladó keret lefoglalásbitjeit olyan prioritásúvá írja át, amilyen prioritással rendelkezõ keretet el kíván küldeni.

Ha azonban ezekbe a bitekbe már nagyobb prioritást jegyeztek be, akkor az állomás lefoglalási kísérlete sikertelen lesz. Az aktuális keret elküldését követõen a visszaállítandó vezérjel prioritásának meg kell egyeznie az eredeti lefoglalt vezérjel prioritásával.

Kis gondolkodással belátható, hogy ez a mechanizmus egyre följebb és följebb emeli a lefoglalási prioritást. A probléma megoldására a protokoll néhány összetettebb szabályt fogalmaz meg. A gondolat lényege, hogy egy prioritást emelõ állomás az emelés végrehajtását követõen, a prioritás csökkentés felelõsévé válik.

A vezérjeles sín protokolljában a gyûrûkarbantartás teljesen decentralizált megoldású. A vezérjeles gyûrû karbantartása ettõl teljesen eltérõ módon valósul meg. Minden gyûrûben van egy felügyelõ állomás (monitor station), amely a gyûrû karbantartásáért felelõs. Ha a felügyelõ állomás meghibásodik, akkor a helyébe, egy versenyprotokoll alapján gyorsan megválasztott másik állomás lép. (Minden állomásnak megvan az esélye, hogy felügyelõ állomássá váljon.) Amíg azonban megfelelõen mûködik, a felügyelõ állomás egyedül felelõs a gyûrû helyes mûködéséért.

Amikor a gyûrû feláll és az elsõ állomás — vagy bármelyik állomás — észreveszi, hogy nincs felügyelõ állomás, egy Claim token vezérlõkeretet küldhet el. Ha ez a keret anélkül visszaér a küldõhöz, hogy valaki más ugyancsak Claim token keretet küldött volna, akkor maga a küldõ válik felügyelõvé (minden állomásba beépítik a felügyelõvé válás képességét). A vezérjeles gyûrû vezérlõ kereteit a következõ táblázatban foglaltuk össze:

A felügyelõ felelõs többek között a vezérjel-vesztés figyeléséért, a gyûrûszakadáskor elvégzendõ teendõk elvégzéséért, az összekeveredett keretek eltávolításáért és az árván maradt keretek kiszûréséért. Árva keret akkor keletkezik, amikor egy állomás egy rövid keretet a maga teljességében kibocsát, de annak kivonására már nem képes, mert idõközben meghibásodott vagy kikapcsolták. Ha erre a rendszer nem figyelne, akkor a keret a végtelenségig cirkulálna.

A vezérjel-vesztést a felügyelõ állomás egy, a lehetséges leghosszabb vezérjel nélküli intervallum értékére beállított idõzítéssel ellenõrzi. Ezt abból a feltételezésbõl kiindulva számítja ki, hogy minden állomás teljes vezérjel-tartási idejét kihasználva ad. Ha ez az idõzítés lejár, akkor a felügyelõ megtisztítja a gyûrût, és egy új vezérjelet állít elõ.

Az összekeveredett, ill. meghibásodott kereteket érvénytelen formátumuk vagy helytelen ellenõrzõösszegük révén lehet felismerni. A felügyelõ ekkor magán keresztül bocsátva felnyitja, majd megtisztítása gyûrût, és új vezérjelet bocsát ki. Az árva keretek kiszûrését úgy végzi el, hogy minden keresztülhaladó keret hozzáférési vezérlés mezõjében bebillenti a felügyelõbitet. Ha egy bejövõ keretben ez a bit már beállított, akkor ez arra hívja fel a figyelmet, hogy a keret eltávolításáért felelõs állomás valószínûleg hibás, hiszen csak így fordulhat elõ, hogy a keret már másodszor halad át a felügyelõn. A felügyelõ állomás ekkor maga távolítja el ezt a keretet.

Az egyik monitorfunkció a gyûrû hosszával kapcsolatos. A vezérjel 24 bit hosszú, ami azt jelenti, hogy a gyûrûnek elég hosszúnak kell lennie ahhoz, hogy 24 bitet egyszerre tartalmazhasson. Ha az állomások 1-bites késleltetése, plusz a kábel késleltetése kisebb mint 24 bit, akkor a felügyelõ külön késleltetésekkel biztosítja a vezérjel keringtethetõségét.

A gyûrû szakadási helyének behatárolását a felügyelõ állomás nem képes egyedül megoldani. Amikor egy állomás valamelyik szomszédját mûködésképtelennek érzékeli, akkor egy Beacon keretet bocsát ki, amelyben megadja a feltételezhetõen hibás állomás címét. Ezeket az állomásokat a huzalközpontban levõ terelõ-relék segítségével emberi beavatkozás nélkül ki lehet iktatni a gyûrûbõl.

7. fejezet: Ellenõrzõ kérdések és válaszok 1 - 10

7. fejezet: Ellenõrzõ kérdések és válaszok 21 - 28

Ábrajegyzék

Bevezetés

1.fejezet: A hálózatok célja, alkalmazása, alapfogalmak

2.fejezet: Fizikai átviteli jellemzõk és módszerek

3.fejezet: Közeg-hozzáférési módszerek

4.fejezet: Adatkapcsolati protokollok

5.fejezet: Hálózati réteg

6.fejezet: A felsõbb rétegek

7.fejezet: Lokális hálózatok

8.fejezet: A TCP/IP protokoll és az Internet

9. fejezet: Szótár

Tárgymutató