參考材料4-令牌環(huán)與令牌總線

1、（1）令牌環(huán)網(wǎng)的操作原理令牌環(huán)網(wǎng)的操作原理可用圖 3來(lái)說(shuō)明。當(dāng)環(huán)上的一個(gè)工作站希望好送幀時(shí)，必須首先等待令牌。所謂令牌是一組特殊的比特，專門用來(lái)仲裁由哪個(gè)工作站訪問(wèn)網(wǎng)環(huán)。一旦收到令牌，工作站便可啟動(dòng)發(fā)送幀。幀中包括接收站的地址，以標(biāo)識(shí)哪一站應(yīng)接收此幀。幀在環(huán)上傳送時(shí)，不管幀是否是針對(duì)自己工作站的，所有工作站都進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，直到待回到幀的始發(fā)站，并由該始發(fā)站撤消該幀。幀的意圖接收者除轉(zhuǎn)發(fā)幀外，應(yīng)針對(duì)自身站的幀維持一個(gè)副本，并通過(guò)在幀的尾部設(shè)置“響應(yīng)比特”來(lái)指示已收到此副本。工作站在發(fā)送完一幀后，應(yīng)該釋放令牌，以便出讓給它站使用。出讓令牌有兩種方式，并與所用的傳輸速率相關(guān)。一種是低速操作（4Mb/s?

2、）時(shí)只有收到響應(yīng)比特才釋放，我們稱之為常規(guī)釋放。第二種是工作站發(fā)出幀的最后一比特后釋放，我們稱之為早期釋放。現(xiàn)在就圖3進(jìn)行一些說(shuō)明，開始時(shí)，假定工作站A想向工作站C發(fā)送幀，其過(guò)程如圖3所標(biāo)出的序列。第1步：工作站A等待令牌從上游鄰站到達(dá)本站，以便有發(fā)送機(jī)會(huì)。第2步：工作站A將幀發(fā)送到環(huán)上，工作站C對(duì)發(fā)往它的幀進(jìn)行拷貝，并繼續(xù)將該幀轉(zhuǎn)發(fā)到環(huán)上。第3步：工作站A等待接收它所發(fā)的幀，并將幀從環(huán)上撤離，不再向環(huán)上轉(zhuǎn)發(fā)。第4步a：當(dāng)工作站接收到幀的最后一比特時(shí)，便產(chǎn)生令牌，并將令牌通過(guò)環(huán)傳給下游鄰站，隨后對(duì)幀尾部的響應(yīng)比特進(jìn)行處理。第4步b：當(dāng)工作站A發(fā)送完最后一個(gè)比特時(shí)，便將令牌傳遞給下游工作站，所謂

3、早期釋放。第4步分a、b兩種方式,表示選擇其中之一。如前所述，在常規(guī)釋放時(shí)選擇第4步a，在早期釋放時(shí)選擇第4步b。還應(yīng)指出，當(dāng)令牌傳到某一工作站，但無(wú)數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)，只要簡(jiǎn)單地將令牌向下游轉(zhuǎn)發(fā)即可。（2）令牌環(huán)和IEEE 802.5背景令牌環(huán)網(wǎng)是由IBM于1970年代開發(fā)的，現(xiàn)在它仍然是IBM主要的局域網(wǎng)技術(shù)，IEEE 802.5幾乎和令牌環(huán)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)完全一樣或完全兼容。實(shí)際上這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)就是根據(jù)令牌環(huán)制訂的。令牌環(huán)這個(gè)詞通常表示IBM的令牌環(huán)網(wǎng)和IEEE 802.5標(biāo)準(zhǔn)。本文就主要說(shuō)明這兩個(gè)東西（實(shí)際上我看是一個(gè)東西）。這兩個(gè)東西是完全兼容的，雖然在一些微小的地方上還有所不同。IBM的令牌環(huán)指的是星型結(jié)

4、構(gòu)，所有的計(jì)算機(jī)都連接到一個(gè)MSAU的設(shè)備上。而IEEE 802.5未說(shuō)明拓樸結(jié)構(gòu)，但幾乎所有對(duì)IEEE 802.5的實(shí)現(xiàn)都是基于星型結(jié)構(gòu)的。另外，IEEE 802.5未指定介質(zhì)類型，而IBM令牌環(huán)則使用雙絞線。下表中還有一些不同。IBM令牌環(huán)IEEE 802.5傳輸速率4Mbps或16Mbps4Mbps或16Mbps每網(wǎng)段計(jì)算機(jī)數(shù)STP時(shí)260臺(tái)，UTP時(shí)72臺(tái)250拓樸結(jié)構(gòu)星型未指定傳輸介質(zhì)雙絞線未指定信號(hào)基帶基帶訪問(wèn)方法令牌傳送令牌傳送編碼差量曼徹斯特制差量曼徹斯特制物理連接IBM令牌環(huán)網(wǎng)計(jì)算機(jī)直接連接到MSAU上，MSAU組成一個(gè)大環(huán)，連接計(jì)算機(jī)與MSAU的電纜稱為lobe cable

5、，連接MSAU與相鄰MSAU的電纜稱為patch cable。令牌環(huán)內(nèi)部操作令牌傳送網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部傳送一個(gè)小小的幀，稱為令牌，有這個(gè)令牌的才能權(quán)利傳送數(shù)據(jù)，如果一個(gè)結(jié)點(diǎn)（計(jì)算機(jī)）接到令牌但是沒(méi)有數(shù)據(jù)傳送，則把令牌傳送到下一個(gè)結(jié)點(diǎn)（計(jì)算機(jī)）。每個(gè)結(jié)點(diǎn)（計(jì)算機(jī)）能夠保留令牌的時(shí)間是有限制的。如果結(jié)點(diǎn)確實(shí)有數(shù)據(jù)要發(fā)送，它獲得令牌，修改令牌中的一位，把令牌作為一個(gè)幀的開始部分，然后把數(shù)據(jù)（和目的地址）放在令牌后面?zhèn)魉偷较乱粋€(gè)結(jié)點(diǎn)，下一個(gè)結(jié)點(diǎn)看到令牌上被標(biāo)記的那一位就明白現(xiàn)在有人在用令牌，自己不能用，使用令牌使得有數(shù)據(jù)傳送的結(jié)點(diǎn)在沒(méi)有令牌時(shí)除了等待什么也不能做，這就避免了沖突。令牌帶著數(shù)據(jù)在環(huán)網(wǎng)上傳送，直到到

6、達(dá)目的結(jié)點(diǎn)，目的結(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)目的地址和自己的地址相同，將把幀中的數(shù)據(jù)復(fù)制下來(lái)，并在數(shù)據(jù)幀上作好標(biāo)記說(shuō)明此幀已經(jīng)被讀過(guò)了。這個(gè)令牌繼續(xù)在網(wǎng)上傳送，直到回到發(fā)送結(jié)點(diǎn)，發(fā)送結(jié)點(diǎn)刪除數(shù)據(jù)，并檢查相應(yīng)的位，看數(shù)據(jù)是否被目的結(jié)點(diǎn)接收并復(fù)制。與以太網(wǎng)不同，令牌環(huán)中的等待時(shí)間是有限的，而且是決定好的了，這對(duì)于一些要求可靠性和需要保證響應(yīng)時(shí)間的網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。工廠自動(dòng)化系統(tǒng)就是一個(gè)例子。優(yōu)先級(jí)系統(tǒng)令牌環(huán)有一個(gè)復(fù)雜的優(yōu)先級(jí)系統(tǒng)，可以讓用戶指定的結(jié)點(diǎn)經(jīng)常發(fā)送數(shù)據(jù)，令牌環(huán)幀中有兩個(gè)域用于控制優(yōu)先級(jí)：優(yōu)先級(jí)域和保留域。只有當(dāng)結(jié)點(diǎn)的優(yōu)先級(jí)大于等于令牌中的優(yōu)先級(jí)時(shí)能才取得令牌發(fā)送數(shù)據(jù)。在形成數(shù)據(jù)幀以后，只有高于令牌優(yōu)先級(jí)的結(jié)

7、點(diǎn)能夠使令牌在下一個(gè)循環(huán)中一定到自己的手中。在下一個(gè)令牌產(chǎn)生時(shí)，它的優(yōu)先級(jí)高于本站的優(yōu)先級(jí)。在數(shù)據(jù)傳輸完成后，被抬高的優(yōu)先級(jí)必須返回原優(yōu)先級(jí)。差錯(cuò)管理機(jī)制令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)采用一些措施防止和修正網(wǎng)絡(luò)錯(cuò)誤。在網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以做為活動(dòng)監(jiān)視器，它可以是網(wǎng)絡(luò)中的任何一個(gè)結(jié)點(diǎn)，它監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)性能和其它結(jié)點(diǎn)的動(dòng)作。其中一項(xiàng)工作就是把持續(xù)在網(wǎng)上循環(huán)的幀刪除，有些機(jī)器在發(fā)送完數(shù)據(jù)幀后失敗了，那這個(gè)幀就成了沒(méi)娘的孩子在網(wǎng)上亂轉(zhuǎn)，這會(huì)使其它結(jié)點(diǎn)無(wú)法發(fā)送數(shù)據(jù)，因此必須把這個(gè)幀收回，并重要產(chǎn)生令牌，這任務(wù)就是活動(dòng)監(jiān)視器的工作了。因?yàn)椴扇⌒切徒Y(jié)點(diǎn)，所以網(wǎng)絡(luò)從結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)也是安全的?？梢赃x擇活動(dòng)的MSAU，讓它監(jiān)視其它的MSAU，

8、如果其它的MSAU出了問(wèn)題，就把它們從環(huán)中分離出去。在令牌環(huán)中有一個(gè)錯(cuò)誤檢測(cè)機(jī)制稱為烽火檢測(cè)，它用于修復(fù)特定的網(wǎng)絡(luò)錯(cuò)誤。當(dāng)一個(gè)結(jié)點(diǎn)檢測(cè)到網(wǎng)絡(luò)有嚴(yán)重問(wèn)題時(shí)，它可以發(fā)送烽火幀，幀中定義了失敗域，這個(gè)域包括報(bào)告失敗的結(jié)點(diǎn)，和最近的活動(dòng)上級(jí)鄰居（NAUN），以及NAUN和它之間的所有設(shè)備。烽火過(guò)程啟動(dòng)稱為自動(dòng)重新配置的過(guò)程，這一過(guò)程中，所有在失敗域中的結(jié)點(diǎn)執(zhí)行診斷程序，以重新配置網(wǎng)絡(luò)命使網(wǎng)絡(luò)重新形成環(huán)，繞過(guò)失敗區(qū)域。物理上，MSAU可以完成這一任務(wù)。幀格式令牌環(huán)和IEEE 802.5支持兩種幀格式：令牌幀和數(shù)據(jù)/命令幀。令牌為3字節(jié)，包括開始標(biāo)記，訪問(wèn)位和結(jié)束標(biāo)記；數(shù)據(jù)/命令幀因信息域的不同而大小不一

9、，數(shù)據(jù)幀為上層協(xié)議傳送數(shù)據(jù)，而命令幀則傳送控制命令，并沒(méi)有包括提供給上層協(xié)議的數(shù)據(jù)，格式如下圖所示：令牌幀的就三個(gè)域，它們的意義如下：開始標(biāo)記通知每個(gè)結(jié)點(diǎn)，有幀來(lái)了訪問(wèn)控制它由高三位的優(yōu)先級(jí)域，低三位的保留域，還有一位令牌標(biāo)記位（和數(shù)據(jù)/命令幀區(qū)別）和一位監(jiān)視位（供活動(dòng)監(jiān)視器確定此幀的發(fā)送者是不是失?。┙M成。結(jié)束標(biāo)記通知每個(gè)結(jié)點(diǎn)，幀結(jié)束了，它還包括一些指示位指示損壞的幀或是邏輯序列中的最后一幀數(shù)據(jù)/命令幀的格式意義如下表：開始標(biāo)記通知每個(gè)結(jié)點(diǎn)，有幀來(lái)了訪問(wèn)控制它由高三位的優(yōu)先級(jí)域，低三位的保留域，還有一位令牌標(biāo)記位（和數(shù)據(jù)/命令幀區(qū)別）和一位監(jiān)視位（供活動(dòng)監(jiān)視器確定此幀的發(fā)送者是不是失敗）組成

10、。幀控制指出幀包括的是數(shù)據(jù)還是控制信息，在控制幀中，此幀表示控制信息的類型目的和源地址兩個(gè)6字節(jié)地址域指出了源地址和目的地址數(shù)據(jù)此域的長(zhǎng)度受限于結(jié)點(diǎn)保存令牌的最長(zhǎng)時(shí)間幀校驗(yàn)序列（FCS）由源結(jié)點(diǎn)根據(jù)數(shù)據(jù)內(nèi)容計(jì)算得到，目的結(jié)點(diǎn)根據(jù)內(nèi)容再進(jìn)行計(jì)算以決定幀內(nèi)數(shù)據(jù)是否正確，如果不正確，目的結(jié)點(diǎn)棄此幀結(jié)束標(biāo)記通知每個(gè)結(jié)點(diǎn)，幀結(jié)束了，它還包括一些指示位指示損壞的幀或是邏輯序列中的最后一幀幀狀態(tài)結(jié)束命令/數(shù)據(jù)幀的一位數(shù)據(jù)，它包括地址識(shí)別標(biāo)記和幀復(fù)制標(biāo)記（3）令牌環(huán) Token Ring 是一種 LAN 協(xié)議，定義在 IEEE 802.5 中。之所以稱為環(huán)，是因?yàn)檫@種網(wǎng)絡(luò)的物理結(jié)構(gòu)具有環(huán)的形狀。環(huán)上有多個(gè)站逐

11、個(gè)與環(huán)相連，相鄰站之間是一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的鏈路。通過(guò)圍繞環(huán)的令牌信息授予傳輸權(quán)限。IEEE 802.5 中定義的令牌環(huán)源自 IBM 令牌環(huán) LAN 技術(shù)。兩種方式都基于令牌傳遞 Token Passing 技術(shù)。雖有少許差別，但總體而言，兩種方式是相互兼容的。令牌環(huán)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式（幀）為令牌幀。如果環(huán)上的某個(gè)工作站想發(fā)送信息幀時(shí)，必須首先等待令牌；令牌一到，便通過(guò)將T比特置“1”來(lái)抓住令牌，隨后將其余想傳輸?shù)淖侄翁砑釉谑鬃侄魏螅纬梢粋€(gè)完整的幀發(fā)送到環(huán)上下一站。當(dāng)信息幀環(huán)繞一周后，網(wǎng)絡(luò)中沒(méi)有令牌，這就意味著想傳送幀的其它站必須等待。因此令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)中不會(huì)發(fā)生傳輸沖突。信息幀不斷進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)直到它到達(dá)預(yù)期

12、的目的站，并且需要保留副本以便進(jìn)一步處理。信息幀不斷轉(zhuǎn)發(fā)，當(dāng)它到達(dá)發(fā)送站時(shí)便可以被刪除。發(fā)送站可以通過(guò)檢驗(yàn)返回幀以查看幀是否可見(jiàn)，隨即目的站對(duì)此幀進(jìn)行拷貝處理。與以太網(wǎng) CSMA/CD 網(wǎng)絡(luò)不同，令牌傳遞網(wǎng)絡(luò)具有確定性，這意味著在任意終端站能夠傳輸之前計(jì)算出最大傳遞時(shí)間是完全可能的。該特征結(jié)合另一些可靠性特征，使得在可預(yù)測(cè)延遲的應(yīng)用程序中以及網(wǎng)絡(luò)操作較為重視的情況中的令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)閑置。此外，光纖分布式數(shù)據(jù)接口 FDDI 中也運(yùn)用了令牌傳遞協(xié)議。 協(xié)議結(jié)構(gòu)123915 bytesSDELACFCDestination AddressSource AddressRoute information 0

13、-30 bytesInformation (LLC or MAC) variable FCS (4 bytes)EDELFS · SDEL/EDEL 起始分隔符/結(jié)束分隔符（Starting Delimiter/Ending Delimiter）。 · AC 訪問(wèn)控制（Access Control）字段包括優(yōu)先級(jí)字段。 · FC 幀控制（Frame Control）字段說(shuō)明幀是包含數(shù)據(jù)信息還是控制信息。 · Destination Address目標(biāo)站地址（Destination Station Address）。 · Source

14、Address 源站地址（Source Station Address）。 · Route Information 該字段包括路由選擇控制、路由描述符和路由選擇類型信息等。 · Information 信息（Information）字段可能為 LLC 或 MAC。 · FCS 幀校驗(yàn)序列（Frame Check Sequence） · Frame Status 由幀接收方開始，識(shí)別信號(hào)地址，以及幀復(fù)制是否成功。 相關(guān)協(xié)議IEEE 802.2、802.3、802.4、802.5組織來(lái)源令牌環(huán)由 IEEE （）定義在802

15、.5中。 相關(guān)鏈接/getieee802/download/802.5-1998.pdf: Token Ring Access Method and Physical Layer Specification Token Ring and IEEE 802.5 【轉(zhuǎn)自世紀(jì)安全網(wǎng) 】 （1）5.5 IEEE 802.4標(biāo)準(zhǔn)： 令牌總線局域網(wǎng)5.5.1 令牌總線局域網(wǎng)的組成 總線局域網(wǎng)的爭(zhēng)用總線策略使得它不很適用于工廠的一些對(duì)時(shí)間有嚴(yán)格要求的實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)。 令牌環(huán)形網(wǎng)中的令牌繞網(wǎng)一周的時(shí)間雖有一個(gè)上限值，但它在輕載時(shí)的性能不太好，并且還采用了許多的干線

16、耦合器（這里面使用了有源器件）連接成環(huán)路的，其可靠性要比無(wú)源的總線要差些。在這種情況下，綜合這兩種局域網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)的令牌總線局域網(wǎng)就產(chǎn)生了。這就是 802.4 標(biāo)準(zhǔn)。在美國(guó)最先使用這種局域網(wǎng)的是通用汽車公司（General Motor）。 圖5-20 表示出令牌總線局域網(wǎng)的兩個(gè)主要特點(diǎn)，這就是：令牌總線局域網(wǎng)在物理上是一個(gè)總線網(wǎng)，而在邏輯上卻是一個(gè)令牌網(wǎng)。例如圖中所示的 7 個(gè)站中，站 C 有故障而站 G 未工作。剩下的 5 個(gè)站在邏輯上組成了一個(gè)令牌網(wǎng)。令牌傳遞的順序與站的物理位置無(wú)關(guān)，在圖中設(shè)令牌按照A D B E F A 的順序傳遞。 這樣，令牌總線局域網(wǎng)既具有總線網(wǎng)的 “接入方便” 和 “

17、可靠性較高” 的優(yōu)點(diǎn)，也具有令牌環(huán)形網(wǎng)的 “無(wú)沖突” 和 “發(fā)送時(shí)延有確定的上限值” 的優(yōu)點(diǎn)。5.5.2 令牌總線局域網(wǎng)的MAC子層 在令牌總線局域網(wǎng)中，令牌傳遞的順序不是按照站的物理位置，因此必須有一個(gè)有效的 MAC 子層協(xié)議來(lái)管理網(wǎng)絡(luò)的令牌。這就使得令牌總線局域網(wǎng)的 MAC 子層協(xié)議非常復(fù)雜（802.4 標(biāo)準(zhǔn)的原文超過(guò) 200 頁(yè)）。 802.4 的 MAC 子層具有如 圖5-21 所示的四個(gè)主要功能。在 802.4 標(biāo)準(zhǔn)中，各功能都被稱為某種機(jī)器（Machine），簡(jiǎn)稱為某某機(jī)。下面簡(jiǎn)單介紹這四種功能。 （1）接入控制機(jī)（Access Control Machine） 接人控制機(jī)是令牌總

18、線網(wǎng)的核心，它決定一個(gè)站什么時(shí)候可以向總線發(fā)送一個(gè)幀，并且負(fù)責(zé)整個(gè)邏輯環(huán)路的管理。環(huán)路的管理主要功能是：環(huán)路的初始化、工作站的入網(wǎng)（即加入到環(huán)路中）、工作站的退網(wǎng)（即從環(huán)路中刪除）、差錯(cuò)恢復(fù)和優(yōu)先級(jí)的設(shè)置。 （2）接口機(jī)（Interface Machine） 接口機(jī)的任務(wù)是：對(duì) LLC 子層向下交給接入控制機(jī)發(fā)送的 LLC PDU 進(jìn)行緩存；將 LLC 子層和 MAC 子層的服務(wù)質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行變換；將收到的 LLC PDU 進(jìn)行地址檢驗(yàn)。 （3）發(fā)送機(jī)（Transmit Machine） 發(fā)送機(jī)從接入控制機(jī)收到 LLC PDU，再負(fù)責(zé)將幀裝配成 MAC 幀交給物理層發(fā)送。 （4）接收機(jī)（Rece

19、ive Machine） 接收機(jī)將物理層上交的數(shù)據(jù)進(jìn)行差錯(cuò)校驗(yàn)。當(dāng)收 LLC PDU 時(shí)就上交給 LLC 子層。若收到的是 MAC 幀（如令牌幀或其他為環(huán)路管理用的幀），則交給接入控制機(jī)進(jìn)行處理。 傳輸媒體使用電纜電視用的 75  歐同軸電纜?？墒褂脝坞娎|或雙電纜系統(tǒng)（可使用或不使用頭端）。有三種可供選擇的數(shù)據(jù)率：l、5 和 10 Mb/s 。需要注意的是，802.4 規(guī)定要把基帶信號(hào)再進(jìn)行調(diào)制后才送到電纜上傳輸。調(diào)制的方法有：相位連續(xù)移頗鍵控、相位相干移頻鍵控和多電平雙二進(jìn)制調(diào)幅移頻鍵控。5.5.3 三種局域網(wǎng)的比較 我們已經(jīng)介紹了三種常用的局域網(wǎng)?，F(xiàn)在對(duì)它們進(jìn)行簡(jiǎn)單的比較。 總線

20、網(wǎng)無(wú)疑是使用得最為廣泛的。整個(gè)電纜是無(wú)源的，站點(diǎn)的接入與安裝很方便。在低負(fù)載時(shí)網(wǎng)絡(luò)基本上沒(méi)有時(shí)延，因?yàn)槊總€(gè)站隨時(shí)可以發(fā)送信息。 802.3 協(xié)議最大的缺點(diǎn)就是發(fā)送時(shí)延的不確定性，這對(duì)某些實(shí)時(shí)應(yīng)用是非常不利的。在使用轉(zhuǎn)發(fā)器的情況下，電纜的最大長(zhǎng)度只有 2.8 km 。電磁波在電纜線上的往返時(shí)間決定了爭(zhēng)用期的長(zhǎng)度，它和數(shù)據(jù)的發(fā)送速率無(wú)關(guān)。這一點(diǎn)限制了數(shù)據(jù)的發(fā)送速率。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載很重時(shí)，由于沖突增多，網(wǎng)絡(luò)的效率就下降很多。 此外，802.3 還不便于將光纖作為總線。 802.4 協(xié)議使用高可靠的電視電纜。它的發(fā)送時(shí)延是確定的，雖然在關(guān)鍵時(shí)刻連續(xù)發(fā)生令牌的丟失會(huì)造成一些時(shí)延的不確定性。802.4 協(xié)議

21、沒(méi)有對(duì)數(shù)據(jù)幀的長(zhǎng)度設(shè)置下限。 802.4 協(xié)議可以設(shè)定優(yōu)先級(jí)。這有利于傳送數(shù)字化的分組話音信號(hào)。 令牌總線局域網(wǎng)在重載時(shí)的性能非常好，實(shí)際上成為時(shí)分復(fù)用 TDM 。 由于 802.4 協(xié)議采用的是寬帶電纜，因此它可以支持多個(gè)信道，除了數(shù)據(jù)外，還可以傳送話音和電視。 但是 802.4 協(xié)議使用了許多的模擬部件，包括調(diào)制解調(diào)器和寬帶放大器。802.4 協(xié)議非常復(fù)雜。在負(fù)載很輕時(shí)也要等待令牌的到來(lái)，產(chǎn)生了不必要的發(fā)送時(shí)延。和總線局域網(wǎng)相似，令牌總線局域網(wǎng)也很難用光纖來(lái)實(shí)現(xiàn)。 802.5 的令牌環(huán)形網(wǎng)既可用雙絞線連接，也比較容易用光纖來(lái)實(shí)現(xiàn)。將令牌環(huán)形網(wǎng)做成星形結(jié)構(gòu)可自動(dòng)檢測(cè)和排除電纜的故障。 802

22、.5 協(xié)議可設(shè)置優(yōu)先級(jí)。這一點(diǎn)和令牌總線局域網(wǎng)相似。此外，802.5 協(xié)議允許發(fā)送很短的幀，但對(duì)發(fā)送很長(zhǎng)的幀則有限制，因?yàn)橐粋€(gè)站截獲令牌的時(shí)間不得太長(zhǎng)。在重載時(shí)，802.5 協(xié)議的效率和吞吐率都是很高的。 令牌環(huán)形網(wǎng)的一個(gè)主要缺點(diǎn)是令牌的管理采用了集中管理方式。當(dāng)管理令牌的站出故障時(shí)，雖然按照協(xié)議可以再產(chǎn)生一個(gè)新的管理令牌的站，但這還是造成了一些麻煩。此外，像 802.4 一樣，在低負(fù)載時(shí)，發(fā)送數(shù)據(jù)的站由于要等待令牌，會(huì)產(chǎn)生附加的時(shí)延。 這三種局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)都是不兼容的。圖5-22 畫出了 802.3 802.5 的幀格式的對(duì)比。僅從每一種幀所包含的字段種類就可看出它們之間的差別是很大的。支持這

23、些標(biāo)準(zhǔn)的廠家（施樂(lè)、通用汽車公司和 IBM ）誰(shuí)也不肯放棄自己的經(jīng)濟(jì)利益，因此這種多標(biāo)準(zhǔn)的狀況在短期內(nèi)是不會(huì)根本改變的。 三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的最大 MAC 幀長(zhǎng)不同。802.3 的最大幀長(zhǎng)是 1518 字節(jié)。802.4 是 8191 字節(jié)（從幀控制字段到 FCS 字段為止，其中地址按 4 字節(jié)計(jì)算）。802.5 未規(guī)定幀長(zhǎng)的上限，但每一個(gè)站持有令牌的時(shí)間是有上限值的。若按一般取值 10 ms，則在 4 Mb/s 下最大幀長(zhǎng)為 5000 字節(jié)。 有不少人對(duì)這三種局域網(wǎng)的性能進(jìn)行過(guò)定量分析BUX81HAMM86。但從這些分析得出的最主要的結(jié)論就是：“基本上得不出來(lái)什么結(jié)論”。人們總是可以找出一組參數(shù)使得在此

24、參數(shù)下某一種局域網(wǎng)優(yōu)于另一種局域網(wǎng)。 唯一可做的結(jié)論是：在很重的負(fù)載下 802.3 局域網(wǎng)徹底不能用，而基于令牌的局域網(wǎng)則可達(dá)到接近于 100% 的效率。若負(fù)載范圍是從輕到中等，則三種局域網(wǎng)都能勝任。 但是從市場(chǎng)的情況來(lái)看，以太網(wǎng)擁有最大的市場(chǎng)，其銷售量超過(guò)令牌環(huán)的 3 4 倍以上，而令牌總線網(wǎng)則很少有人使用。（2）5-3 令牌總線以太網(wǎng)在共享總線上運(yùn)行CSMA/CD協(xié)議,存在以下弱點(diǎn): 1    不適應(yīng)重負(fù)荷應(yīng)用環(huán)境。 1    實(shí)時(shí)性差，幀的延遲不能確定。 1    無(wú)優(yōu)先級(jí)區(qū)分，重要的幀和不重要的幀都有相同的權(quán)力使用總線. 1

25、   由于存在碰撞域,以太網(wǎng)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)和以太網(wǎng)的覆蓋范圍受到限制。 1    共享總線方式?jīng)Q定了媒體不能使用光纖，限制了數(shù)據(jù)的傳輸距離。 令牌總線局域網(wǎng)是一種傳送延遲時(shí)間可以確定的系統(tǒng)。     令牌繞網(wǎng)一周的時(shí)間上限值 <=nT秒。 令牌總線局域網(wǎng)的兩個(gè)主要特點(diǎn)，就是令牌總線局域網(wǎng)在物理上是一個(gè)總線網(wǎng)，而在邏輯上卻是一個(gè)令牌網(wǎng)。這樣，令牌總線網(wǎng)既具有總線網(wǎng)的“接入方便”和“可靠性較高”的優(yōu)點(diǎn)，也具有令牌環(huán)形網(wǎng)的“無(wú)沖突”和“發(fā)送時(shí)延有確定的上限值”的優(yōu)點(diǎn)。 在令牌總線局域網(wǎng)中，必須有一個(gè)有效的MAC子層協(xié)議來(lái)管理網(wǎng)絡(luò)的

26、令牌。因而令牌總線局域網(wǎng)的MAC子層協(xié)議非常復(fù)雜 。    令牌傳遞的順序與站的物理位置無(wú)關(guān)，在圖中設(shè)令牌按照ADBEFA的順序傳遞 1    總線是一根線形或樹形的電纜，其上連接著各個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)傳送的幀其它節(jié)點(diǎn)都能收到。 1    邏輯上，所有節(jié)點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)環(huán)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有前方節(jié)點(diǎn)和后繼節(jié)點(diǎn)，并知道它們的地址。 1    節(jié)點(diǎn)發(fā)送前必須獲得令牌，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)上只有一個(gè)令牌，獲得令牌的幀可以發(fā)送一幀。 1    如無(wú)數(shù)據(jù)發(fā)送，則把令牌交給后繼節(jié)點(diǎn)。令牌如此沿邏輯環(huán)循環(huán)傳送。 1  

27、60; 節(jié)點(diǎn)傳送令牌時(shí)，只需指定邏輯環(huán)上后繼節(jié)點(diǎn)的地址。 1    傳輸媒體使用電纜電視用的750同軸電纜。 1    注意，802.4規(guī)定要把基帶信號(hào)再進(jìn)行調(diào)制后才送到電纜上傳輸。 1    802.4與802.3的物理層完全不兼容。    令牌：一種特殊的幀，只有得到令牌的節(jié)點(diǎn)才能發(fā)送幀。IEEE 802.4使用令牌，從而避免了多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)訪問(wèn)總線引起的幀碰撞。 1 在下列之一條件下，站必須交出對(duì)媒體的控制權(quán)： &    該站沒(méi)有數(shù)據(jù)幀要發(fā)送 &    該

28、站發(fā)送了所有排隊(duì)等候傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀 &    分配給該站的時(shí)間終了 1    遇到這些情況之一，令牌就被傳遞給邏輯序列中的下一站。這個(gè)新的令牌接收站就獲得了發(fā)送權(quán)。因此，令牌總線的穩(wěn)態(tài)操作是由交替的數(shù)據(jù)傳遞階段和令牌傳送階段組成的。 特點(diǎn)： Ø 物理上是總線網(wǎng)，邏輯上是令牌網(wǎng) Ø 物理層：傳輸媒體為75W寬帶同軸電纜，數(shù)據(jù)速率為1Mb/s、5Mb/s或10Mb/s； Ø 傳輸機(jī)制為以太網(wǎng)和令牌環(huán)的結(jié)合： 物理傳輸采用廣播方式； 介質(zhì)訪問(wèn)控制采用令牌方式。 （3）令牌總線（Token Bus），是一個(gè)使用令牌通過(guò)接入到一個(gè)總線拓?fù)涞木钟蚓W(wǎng)架構(gòu)。令牌總線被IEEE 802.4工作組標(biāo)準(zhǔn)化。 令牌總線的工作原理 令牌總線是一