<!-- Slide number: 1 --> # Token Ring: 802.5
<!-- Slide number: 2 --> # Introduction Token Ring est le protocole promu par IBM pour se démarquer d’Ethernet. Au départ ce réseau avait un débit de 4 Mbps, aujourd’hui c’est du 16 Mbps. On a vu avec Ethernet que l’organisation pour l’accès à la parole était assez anarchique : chacun parle quand il veut, sa méthode de détection des collisions est basée sur le principe qu’on laisse se produire des erreurs et qu’on les traite quand elles arrivent. IBM n’a pas apprécié cette philosophie et à inventé l’anneau (RING) à jeton (TOKEN) où chacun parle quand on lui donne la parole.
<!-- Slide number: 3 --> # Principe Un jeton tourne, va de station en station. Lorsque l’on veut parler on attend que le jeton passe. Si il est libre on le marque occupé et on parle. Lorsque l’on reçoit un message on marque la trame pour signaler qu’on l’a lue et on la laisse continuer. L’émetteur reçoit donc la trame qu’il a émise en sachant si le destinataire l’a lue. Il libère le jeton et le passe à son voisin. Comme il n’y a qu’un jeton en circulation sur l’anneau une seule station peut transmettre à un instant donné. Ceci évite l’émission simultanée de plusieurs trames et résout le problème de l’accès multiple.
<!-- Slide number: 4 --> # Topologie
 Schéma logique d'un anneau à jeton
<!-- Slide number: 5 --> # En topologie logique c’est un anneau. C’est à dire que ce n’est pas un simple réseau à diffusion mais une succession de liaisons point à point formant un cercle. Par contre sa topologie physique (qui peut aussi être un anneau) est souvent une étoile. L’étoile permet en fait d’ajouter une station sur le réseau en fonctionnement et d’assurer le bon fonctionnement de l’anneau en cas de panne d’une station.
<!-- Slide number: 6 --> # Le niveau physique Au niveau physique la norme recommande d’utiliser des paires torsadées blindées bien qu’en théorie on puisse aussi utiliser du coaxial ou de la fibre optique. Les signaux de transmission sont en Bande de Base et utilisent les règles du codage Manchester Différentiel : un bit à 1 correspond à une transition en début de l’intervalle temps du bit, un bit à 0 est caractérisé par l’absence de transition. Cette méthode de codage est plus complexe mais offre une meilleure immunité aux bruits.
<!-- Slide number: 7 --> # Trame
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<!-- Slide number: 8 --> #
Marqueur début et fin : codage erroné du Manchester Différentiel en oubliant la transition au milieu de l’intervalle temps bit
Access control: est utilisé pour gérer le droit à la parole. Il y a un bit pour signifier si le jeton est libre ou non et 7 autres dont on verra l’utilité précise par la suite : 1 bit de supervision dit bit moniteur, 3 bits de priorité (de 0 à 7) et 3 bits de réservation.
<!-- Slide number: 9 --> #
Frame Control: est le champs qui permet de déterminer le type de trame, c’est à dire de distinguer les trames de données des trames diverses de commande du réseau.
Les adresses: sont par défaut celles inscrites par le constructeur sur la carte (chacune est unique au monde), elles sont sur 6 octets. En local on peut redéfinir les adresses sur uniquement 2 octets. Ceci permet de gagner 4 octets par trame
Données :peut être aussi long que l’on veut
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<!-- Slide number: 10 --> #
CRC : détection d’erreurs de transmission.
Frame status: contient 2 informations : les bits A et C. A est mis à 1 lorsqu’un MAU reconnaît l’adresse destinataire comme étant celle d’une des stations lui étant reliée. C est mis à 1 lorsque la station destinataire effectue une copie de la trame
<!-- Slide number: 11 --> # Le protocole La base du protocole est la capture du jeton lorsque l’on veut transmettre. Lorsque le jeton est capturé , la station peut le conserver pendant le « temps de maintient du jeton » (THT : Token Holding Timer) dont la valeur est paramétrable. Par défaut elle est de 10 ms. Pendant ce temps la station doit émettre une grande trame, plusieurs trames ou relâcher le jeton si elle n’a plus rien à émettre. Le principe étant basé sur un jeton, il est important de le surveiller. Si le jeton est perdu, par exemple à cause d’une perturbation électrique ou de la panne d’une station, plus personne ne pourra parler. Il se peut aussi qu’une trame tourne indéfiniment sur le réseau si l’émetteur de cette trame tombe en panne avant de la retirer.
<!-- Slide number: 12 --> # Le moniteur Le moniteur a donc un rôle essentiel dans le réseau. Il aurait donc était impensable de dédier un poste à ce rôle : le réseau aurait entièrement dépendu du bon fonctionnement de ce poste. Une panne du câble, du poste ou du logiciel du poste aurait paralysé tout le réseau. Le principe choisi a donc était que chaque station du réseau puisse jouer le rôle du moniteur. La première connectée au réseau se déclare moniteur, si cette station vient à défaillir, elle est remplacée immédiatement par une autre station ( toutes les stations en ayant la capacité). Puisqu’il y aura des candidatures multiples, un protocole particulier désigne l’une des stations comme moniteur.
<!-- Slide number: 13 --> # Notion de priorité En plus du fait que le protocole de TR soit déterministe au contraire d’Ethernet, il est doté d’un mécanisme pour la notion de priorité des trames. Jusqu’à présent, on a décrit le fonctionnement en supposant que toutes les trames avaient la même priorité, hors TR prévoit 8 niveaux de priorité, de 0 (trame courante) à 7 (trames exceptionnelles et urgentes). En fait, lorsqu’une station veut émettre une trame, soit il n’y a pas de trafic et elle va pouvoir prendre immédiatement le jeton libre (dans ce cas le niveau de priorité désiré est sans importance) soit il y a du trafic et elle va voir passer plusieurs trames avant que le jeton ne lui revienne. Dans ce cas elle va utiliser le champ réservation de la trame qui passe devant elle en lui mettant son niveau de priorité (les 3 bits permettent d’inscrire une priorité de 0 à 7).
<!-- Slide number: 14 --> # Si une autre station veut aussi émettre une réservation, elle ne pourra le faire que si son niveau de priorité est supérieur. Dans ce cas elle remplace l’ancienne réservation par la sienne. Ainsi lors d’un tour, c’est la plus prioritaire qui a inscrit son niveau de priorité. La station qui a émis cette trame va relâcher à la fin de l’émission un jeton libre. Mais avant cela, elle aura copié le niveau de réservation dans le champs priorité (également 3 bits). Les stations qui verront passer ce jeton libre ne pourront le prendre que si leur niveau de priorité est égal ou supérieur à celui indiqué dans le jeton. Par contre elles peuvent toujours effectuer des réservations avec les mêmes contraintes
<!-- Slide number: 15 --> # Bien sûr, ce n’est pas forcement celle qui avait effectué la plus forte réservation qui va prendre le jeton puisque si une station pendant le tour du jeton est apparu avec une priorité plus forte, elle prendra le jeton qu’elle ait effectué ou pas une réservation !
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<!-- Slide number: 16 --> # Localisation des coupures de câbles Dans TR si un câble est défaillant c’est tout le réseau qui est affecté contrairement à Ethernet où ce ne sont que les stations branchées sur ce câble qui sont coupées du réseau. Il fallait donc un mécanisme pour parer à cette éventualité. De même si une station s’arrête alors qu’elle était connectée sur le réseau, il ne faut plus lui envoyer de trame car sinon, l’anneau serait ouvert. C’est le MAU qui règle tout cela. En fait les stations ne sont pas vraiment en étoile comme on l’a vu précédemment, elles sont connectées à un MAU qui simule l’anneau.
<!-- Slide number: 17 --> # Duplication d’adresse Le TR étant prévu pour fonctionner avec des adresses sur 2 octets définies par l’administrateur, il est possible que dû à une erreur humaine deux stations aient la même adresse. Ceci est gênant donc, quand une station se connecte au réseau, elle commence par émettre une trame DAT (Duplicate Adresse Test). Cette trame a comme particularité d’avoir comme adresse destinataire l’adresse source. Ainsi lorsque cette trame revient si le frame status indique que la trame a été lue, c’est qu’il y a une autre station avec la même adresse. TR le signale immédiatement au système du réseau. Ces derniers réagissent de façons complètement différentes : certains refusent de se connecter, d’autres se contentent de le signaler et certains envoient un ordre de déconnexion pour l’autre station
<!-- Slide number: 18 --> # Un mécanisme complexe Les erreurs qui sont susceptibles de détruire le fonctionnement de l’anneau sont nombreuses. Nous n’avons pas traité tous les cas prévus par la norme : nous n’avons pas parlé des émissions continues, des pertes du signal, des erreurs de fréquence et de transmission, des pertes de trames, des modifications du jeton, de la non reconnaissance des délimiteurs… La méthode d’accès à la parole qui paraissait simple au départ et posant moins de problèmes que CSMA/CD est en fait un vrai casse tête dû au fait que la moindre perturbation doit au moins être suivie d’une purge de l’anneau. Il faut donc tout prévoir et avoir du matériel très fiable.
<!-- Slide number: 19 --> # Conclusion Au niveau efficacité le TR est une réussite puisque le débit effectif suit à peut près le débit soumis et en tout cas ne s’écroule jamais. De plus il gère parfaitement les niveaux de priorité, ce qui le rend conforme aux utilisations temps réels. Cependant, il n’a pas réussi à s’imposer car sa technologie est trop chère et que la méthode d’accès est finalement assez complexe. De plus son principe ne se prête pas à l’utilisation des Switch qui permettent d’isoler les serveurs sur des parties à hauts débits. Il reste néanmoins d’actualité chez IBM et dans les applications temps réel et son principe est toujours utilisé pour les réseaux fédérateurs FDDI.
<!-- Slide number: 20 --> Merci pour votre attention