BUS À JETON : Norme 802.4

Cette leçon porte sur la norme 802.4, également appelée Token Bus, une méthode d'accès au réseau qui s'inscrit dans l'étude des protocoles d'accès au support. Elle présente la structure et le fonctionnement du bus à jeton, ainsi que la gestion des priorités et des situations particulières comme la perte ou la duplication du jeton.

La norme 802.4 : Token Bus

La norme 802.4 a été développée comme une alternative aux méthodes CSMA/CD, qui présentent certaines limites. Elle repose sur un bus physique où les stations sont connectées via un support coaxial, mais la topologie logique adoptée est celle d'un anneau. Chaque station forme ainsi un anneau logique, même si physiquement elles sont reliées en bus.

Le bus assure la diffusion des signaux vers toutes les stations, tandis que le jeton détermine un accès séquentiel au canal de communication. Seule la station possédant le jeton peut émettre, ce qui évite les collisions. La station ayant la plus petite adresse considère comme successeur celle ayant la plus grande adresse, formant ainsi une boucle logique.

Chaque station connaît l'adresse de son successeur et de son prédécesseur. Une seule station possède le jeton à un instant donné. Elle émet ses trames pendant un temps maximum, puis transmet une trame « jeton » à sa station successeur. Ce mécanisme garantit que le jeton circule de manière ordonnée et que personne ne parle en même temps. L'emplacement physique des stations n'intervient pas dans le passage du jeton.

La trame 802.4

La trame utilisée dans la norme 802.4 est structurée de la manière suivante :

Champ	Description	Taille
Préambule	Suite de 1 et de 0	1 octet
Délimiteur de début	Permet de synchroniser les horloges	1 octet
Contrôle de trame		1 octet
Adresse de destination		2 ou 6 octets
Adresse source		2 ou 6 octets
Données		0 à 8182 octets
Contrôle		4 octets
Délimiteur de fin		1 octet

Les types de trame sont codés sur un octet et correspondent à différentes fonctions :

Type de trame (binaire)	Nom de la trame	Objet
0000 0000	Demande jeton	Recherche du jeton pendant l'initialisation
0000 0001	Recherche successeur 1	Permet à une station de rentrer sur l'anneau
0000 0010	Recherche successeur 2	Permet à une station de rentrer sur l'anneau
0000 0011	Qui est le suivant ?	Rétablissement du jeton en cas de perte
0000 0100	Résolution de contention	Résolution de conflits en cas d'accès multiple
0000 1000	Jeton	Passage du jeton
0000 1100	Initialisation successeur	Permet à une station de quitter l'anneau

Les adresses source et destination sont identiques à celles utilisées dans la norme 802.3. Le champ données peut contenir jusqu'à 8182 octets. Le contrôle d'erreur est également similaire à celui de la norme 802.3. Le délimiteur de fin permet d'indiquer s'il reste des trames à émettre, ce qui permet à la station de conserver le jeton si nécessaire.

Fonctionnement du bus à jeton

Passage du jeton

Lorsqu'une station libère le jeton, elle envoie une trame à destination de son successeur pour lui indiquer qu'il est désormais le possesseur du jeton. Elle surveille ensuite que cette station a bien reçu le jeton.

Perte du jeton

En fonctionnement normal, le bus doit transmettre régulièrement des signaux, que ce soit des trames de données ou le passage du jeton. Une absence prolongée de signal indique une perte du jeton, ce qui nécessite une procédure de rétablissement.

Duplication du jeton

Si une station est en phase de recherche de successeur ou a envoyé une trame "Who-Follows" et qu'elle détecte une trame de données ou un jeton sur le bus, elle comprend qu'une autre station est active. Elle abandonne alors son jeton, ce qui permet de revenir à une situation normale sans duplication.

Mode réponse immédiate

Le délimiteur de fin contient un bit qui permet d'activer le mode réponse immédiate. Lorsqu'une station reçoit une trame avec ce bit à 1, elle peut répondre immédiatement sans attendre de recevoir le jeton. Ce mécanisme est une délégation temporaire du jeton, facilitant une communication plus rapide.

Temps de transmission

Chaque station qui acquiert le jeton peut transmettre pendant une durée limitée, appelée Hi Pri Token Hold Time. Ce temps maximum est configuré par l'administrateur en fonction des contraintes du système, afin d'équilibrer le temps de parole entre les stations.

Gestion des priorités

Le bus à jeton définit quatre niveaux de priorité : 0, 2, 4 et 6, où 0 est la priorité la plus faible et 6 la plus élevée. Chaque station émet d'abord ses trames de haute priorité et dispose de plus de temps pour transmettre les trames de priorité 6 que celles de priorité 0. Cela garantit que le trafic des trames à faible priorité ne monopolise pas la bande passante, laissant ainsi de la place pour les trames prioritaires.

Points clés

• La norme 802.4 utilise un bus physique avec une topologie logique en anneau et un accès au support par jeton.
• Le jeton circule de manière ordonnée entre les stations, chaque station connaissant son successeur et son prédécesseur.
• La trame 802.4 comporte des champs spécifiques pour le contrôle, les adresses, les données et la gestion du jeton.
• Le passage du jeton est contrôlé par des trames dédiées, avec des mécanismes pour gérer la perte ou la duplication du jeton.
• Le mode réponse immédiate permet une communication rapide sans attendre le jeton.
• Le temps de transmission est limité pour chaque station afin d'assurer un partage équitable du canal.
• La gestion des priorités permet de favoriser les trames importantes tout en garantissant une bande passante pour les trames de faible priorité.