El problema con Ethernet (normatividad IEEE 802.3) es que la distribuci�n del acceso al medio es aleatoria, por lo que puede ser injusta, perjudicando a un computador durante un periodo de tiempo. En algunos casos es muy importante garantizar un acceso igualitario al medio, de modo que se pueda garantizar que siempre se pueda transmitir, independientemente de la carga.

Por razones de justicia en el acceso, t�picamente estas redes se organizan en anillo, de modo de que el token pueda circular en forma natural. El token es un paquete f�sico especial, que no debe confundirse con un paquete de datos. Ninguna estaci�n puede retener el token por m�s de un tiempo dado (10 ms).

Las redes Token Ring originalmente fueron desarrolladas por IBM en los a�os 1970s. Este fue el primer tipo de Red de Area Local de la tecnolog�a IBM (LAN).

Las especificaciones de IEEE 802.5 son casi id�nticas en cuanto a compatibilidad con las redes de IBM's Token Ring, de hecho el est�ndar IEEE 802.5 se modelo basandose en las especificaciones de IBM's Token Ring. Por tanto, el t�rmino Token Ring es usado para referirse a ambas redes: IBM's Token Ring e IEEE 802.5.

Comparaci�n Token Ring/IEEE 802.5

Las redes Token Ring e IEEE 802.5 son b�sicamente compatibles, a pesar que las especificaciones difieren en menor manera.

La principal diferencia entre las redes es la que mientras la IBM's Token Ring se refiere a las terminales conectadas a un dispositivo llamado multistation access unit (MSAU), mientras que IEEE 802.5 no especifica un tipo de topolog�a.

Otras diferencias existentes son el tipo de medio, en IEEE 802.5 no se especifica un medio, mientras que en redes IBM Token Ring se utiliza par trenzado. En la siguiente figura se muestran algunas caracter�sticas y diferencias de ambos tipos de red

Caracteristicas de las redes Token Ring

• Las redes basadas en (token passing) basan el control de acceso al medio en la posesi�n de un token (paquete con un contenido especial que le permite transmitir a la estaci�n que lo tiene).
• Cuando ninguna estaci�n necesita transmitir, el token va circulando por la red de una a otra estaci�n.
• Cuando una estaci�n transmite una determinada cantidad de informaci�n debe pasar el token a la siguiente.
• Cada estaci�n puede mantener el token por un periodo limitado de tiempo.
• Las redes de tipo token ring tienen una topolog�a en anillo y est�n definidas en la especificaci�n IEEE 802.5 para la velocidad de transmisi�n de 4 Mbits/s. Existen redes token ring de 16 Mbits/s, pero no est�n definidas en ninguna especificaci�n de la IEEE.
• Los grupos locales de dispositivos en una red Token Ring se conectan a trav�s de una unidad de interfaz llamada MAU. La MAU contiene un peque�o transformador de aislamiento para cada dispositivo conectado, el cual brinda protecci�n similar a la de Local Talk.
• El est�ndar IEEE 802.5 para las redes Token Ring no contiene ninguna referencia espec�fica a los requisitos de aislamiento. Por lo tanto la susceptibilidad de las redes Token Ring a las interferencias puede variar significativamente entre diferentes fabricantes.

Funcionamiento de las redes Token Ring: Token Passing

• Si una estaci�n que posee el token y tiene informaci�n por transmitir, esta divide el token, alterando un bit de �ste (el cu�l cambia a una secuencia de start-of-frame), abre la informaci�n que se desea transmitir y finalmente manda la informaci�n hacia la siguiente estaci�n en el anillo.
• Mientras la informaci�n del frame es circulada alrededor del anillo, no existe otro token en la red (a menos que el anillo soporte uno nuevo), por lo tanto otras estaciones que deseen transmitir deber�n esperar.
• Es dif�cil que se presenten colisiones. La informaci�n del frame circula en el anillo hasta que localiza la estaci�n destino, la cu�l copia la informaci�n para poderla procesar.
• La informaci�n del frame contin�a circulando en el anillo y finalmente es borrada cuando regresa a la estaci�n desde la cu�l se envi�.
• La estaci�n emisora puede checar en el frame que regres� si encontr� a la estaci�n destino y si entreg� la informaci�n correspondiente (Acuse de recibo).
• A diferencia de las redes que utilizan CSMA/CD (como Ethernet), las redes token-passing est�n caracterizadas por la posibilidad de calcular el m�ximo tiempo que pueden permanecer en una terminal esperando que estas transmitan.

La MAU es el circuito usado en un nodo de red para acoplar el nodo al medio de transmisi�n. Este aislamiento es la clave para la inmunidad de los sistemas en red ante las interferencias. La implementaci�n y la calidad del aislamiento proporcionado var�a entre diferentes topolog�as de red. Estas diferencias son descritas a continuaci�n:

Conexión de cableado LocalTalk / TokenRing / AUI

Casi todas las tarjetas Ethernet proveen una conexi�n AUI de 15 pines que puede ser usada para conectar un usuario a un hub local o a una MAU, esta conexi�n no da aislamiento o protecci�n contra las sobretensiones. El aislamiento hacia el cableado principal de la red lo brinda el hub. Esta situaci�n se muestra en la figura y difiere de los arreglos LocalTalk y Token Ring principalmente en que el segmento de cable desprotegido es frecuentemente m�s largo en el caso de las conexiones AUI y en que el hub en el cual termina la conexi�n puede tener una conexi�n a tierra diferente a la del equipo del usuario, siendo muy susceptible a da�o a trav�s de la conexi�n AUI.

Las conexiones AUI operan a distancias tan grandes como 100 metros, pero nunca deben ser usadas a esas distancias sin extremas precauciones. Cuando se conectan usuarios a un hub usando un cable AUI, se tienen que observar las siguientes reglas:

• Siempre aseg�rarse de que todos los usuarios conectados al hub, y el hub mismo, est�n conectados en tomacorrientes que est�n cableados al mismo tablero de distribuci�n. Esto evita que ocurran altos voltajes de tierra inter-sistema.
• Mantener la longitud del cableado por debajo de los 10 metros.
• De ser posible, hacer que todos los usuarios alimentados desde el hub y el mismo hub se alimenten desde el mismo no brake.

Conexiones F�sicas

Las estaciones en redes IBM Token Ring se conectan directamente a MSAUs, las cu�les pueden ser cableadas a trav�s del anillo (como se muestra en la figura). Los Patch cables sirven para interconectar las MSAUs. Los Lobe cables conectan a las estaciones con las MSAUs.

Prioridades

Las redes Token Ring utilizan un sofisticado sistema de prioridad que permite designarles a los usuarios un tipo de prioridad en base a su uso de la red. Los frames en las redes Token Ring tienen dos campos que controlan la prioridad: el campo de prioridad y un campo reservado. Solo las estaciones que posean un valor de prioridad igual o mayor al contenido en el token pueden seccionar �ste. Una vez que el token est� seccionado y la informaci�n del frame ha sido cambiada, s�lo las estaciones con una prioridad mayor a la que transmiti� el token puede reservar el token para la siguiente pasada a trav�s de la red.

Cuando el siguiente token es generado, este incluye la prioridad m�s grande anteriormente reservada por la estaci�n. Despu�s de que se efectu� su entrega la estaci�n emisora debe regresar la prioridad del token al valor que esta tenia justo antes de tomar el token.

Manejo de mecanismos de falla

Las redes Token Ring emplean varios mecanismos para detectar y corregir las fallas en la red. Por ejemplo:

• Se define una estaci�n en una red Token Ring para que trabaje como monitor de la red. Esta estaci�n que puede ser cualquiera de la red, centraliza los recursos en base a tiempos y sistemas de mantenimiento para las estaciones. Una de estas funciones es remover los constantes frames que circulan en el anillo. Cuando un dispositivo emisor falla, el frame que haya enviado puede continuar circulando en el anillo, esto previene a otras estaciones de transmitir en ese momento. El monitor detecta dichos frames y los remueve del anillo generando uno nuevo.
• Un algoritmo de token llamado beaconing detecta y trata de reparar ciertos errores en la red. A veces, una estaci�n detecta un problema serio con la red (como un cable da�ado o desconectado), esta env�a un frame de reemplazo. El frame de reemplazo define una falla en el dominio donde reside la estaci�n que detect� el problema, y enseguida viene un proceso de autoreconfiguraci�n donde intervienen los nodos cercanos al problema y autom�ticamente lo soluciona.

Formato del Frame

Las redes Token Ring definen dos tipos de frames: tokens y data/command frames. Ambos formatos se muestran en la figura siguiente:

Tokens Los tokens tienen una longitud de 3 bytes y consisten en un delimitador de inicio, un byte de control de acceso y un delimitador final.

El delimitador de inicio alerta a cada estaci�n de la llegada de un token (o data/command frame). Este campo incluye se�ales que distinguen este byte del resto del frame por una violaci�n al esquema usado en el frame.

El byte de control de acceso contiene los campos de prioridad y reservaci�n, como un token bit (usado para diferenciar un token del frame data/command) y un monitor bit (usado por el monitor activo para determinar cuando un frame est� circulando en el anillo a baja velocidad.

Finalmente, el campo delimitador de fin se�ala el final del token o data/command frame. Aqu� tambi�n est�n contenidos bits que muestran si el token est� deteriorado.

Data/Command Frames

Los Data/command frames var�an en tama�o, dependiendo del tama�o del campo de datos. Estos frames contienen informaci�n que es llevada hacia protocolos de otro nivel.

Los frames command contienen informaci�n de control y no contienen datos para llevar a otros protocolos. En los Data/command frames, existe un byte de frame control despu�s del byte que identifica el control de acceso. El byte de frame control indica cuando el frame contiene datos o informaci�n de control. Seguido del byte de frame control hay dos campos de direcciones los cu�les identifican las estaciones destino y fuente. El campo de datos see encuentra despu�s de los campos de direcciones. La longitud de este campo est� limitado por el ring token holding time, el cu�l define el m�ximo tiempo que una estaci�n puede tener el token. Seguido del campo de datos est� el campo de frame check sequence (FCS). Este campo es llenado por la terminal fuente con un valor calculado dependiendo del contenido del frame. La estaci�n de destino recalcula este valor para determinar si el frame tuvo alg�n da�o durante el tiempo que estuvo en el anillo, de ser asi, el frame es descartado. Como en el token, el delimitador de fin completa el data/command frame.

TERMINOLOGIA TOKEN RING

Adapatadores Token Ring: Las tarjetas Token Ring est�n disponibles en modelos de 4 Mbits/sec y 16 Mbits/sec model. Si una tarjeta de 16 Mbits/sec es usada en una red de 4 Mbits/sec, �sta opera a 4 Mbits/sec.

Multistation Access Units (MAUS): Un conector MAU conecta 8 o m�s Estaciones de Trabajo usando alg�n tipo de cable de red como medio. Se pueden interconectar m�s de 12 dispositivos MAU.

Token Ring Adapter Cables: Cables que t�picamente tienen conectores de 9 pines como terminales para conectar una tarjeta de red a un tipo especial, un conector especial que se conecta al MAU.

Patch Cables: Los Patch cables extienden la distancia de una workstation hacia un dispositivo MAU. En los sistemas IBM, debe de ser de tipo 6 para una longitud superior de 150 ft. Ya que este tipo de cable tiene el potencial suficiente para soportar grandes distancias.

Connectors: Tipo 1 los usa IBM en sus sistemas de cableadoconectores de datos tipo A que son hermafroditas.

Media Filters: Cuando se usa par trenzado tipo 3, se requiere un filtro de medios para las workstations. Este convierte los conectores de cable y reduce el ruido.

Patch Panels: Un patch panel se usa para organizar el cable con los MAU. Un conector est�ndar de tel�fono se usa para conectar el patch panel al bloque de punchdown.

Maximum Stations and Distances: El n�mero m�ximo de estaciones en un anillo es de 260 para cable blindado (STP) y 72 para UTP. La distancia m�xima que puede haber entre un conector MAU y una estaci�n es de 101 metros (330 f). tomando en cuenta que el cable es continuo de un solo segmento, si se tienen que unir los segmentos se debe utilizar un patch cable, la distancia m�xima de un MAU hacia la workstation es de 45 metros (150 ft). La longitud total de la red LAN puede variar seg�n las conexiones de las estaciones.