通信工程师互联网技术培训令牌总线

4.4.2 令牌总线

IEEE802.4标准提出了令牌总线的介质访问控制方法。

　　1.工作原理

令牌总线介质访问控制是将物理总线上的节点构成一个逻辑环，将所有节点组成一个有序序列，序列中最后一个成员紧跟着第一个成员，每个节点都知道在它之前和在它之后的节点标识。在物理结构上，它是一个总线型拓扑结构局域网，但在逻辑结构上，又成了一种环型结构的局域网。令牌总线和令牌环一样，节点只有取得了令牌，才能发送帧。

令牌总线有如下一些特点。

（1）令牌总线上的物理顺序与逻辑顺序无关。令牌总线正常运行时，节点结束数据传输之后，将令牌传递给逻辑序列中的下一个站。但从物理上看，带有目的地址的令牌帧广播到所有的站点，目的站识别出令牌帧的目的地址与它的地址相符，就接收该令牌帧。

（2）令牌总线不可能产生冲突。在令牌总线中，只有收到令牌帧的站点才能将信息W送到总线上，所以不可能产生冲突，令牌总线的信息帧没有最小分组长度的要求。用于控制领域的令牌总线帧长度可以设得很短，减少开销，这就相当于增加了网络的容最。

（3）令牌总线中的节点具有公平的访问权。取得令牌的站点有数据要发送时，就在数据发送之后，将令牌传递给下一个站点。如果取得令牌的站点没有数据要发送，则立刻把令牌传递到下一个站点。由于站点接收到令牌的过程是顺序依次进行的，因此所有站点都有公平的访问权。

（4）在令牌总线中，每个节点传输之前必须等待的时间总量是“确定”的。因为每个节点发送的帧的最大长度有限，当所有节点都有数据要发送时，节点的等待时间等于全部令牌传送时间和数据发送时间的总和。这就是节点传输之前必须等待的最长时间。

　　2.MAC子层协议

（1）MAC子层帧结构。令牌总线的MAC帧格式如下所示：

①前导码：1个或多个字节。用于接收时钟的同步。

②帧起始定界符：lByte.表示帧的开始，在帧的数据字段中不会出现。

③FC:帧控制字段，lByte.表示发送帧的类别，包括MAC控制帧、LLC数据帧、管理数据帧和特殊数据帧。

④ED:帧结束定界符，lByte.表示帧的结束，在数据字段中不会出现。

⑤目的地址：2Byte或6Byte.可以是组播或广播地址。

⑥源地址：2Byte或6Byte.表示发送数据帧的节点地址。

⑦FCS:帧校验序列，4Byte.

⑧数据：0个或多个字节。帧的最大长度有两种：当使用2字节地址时为8182Byte,当使用6字节地址时为8174Byte.较长的帧有利于减少开销，提高网络的利用率。

（2）环路管理。

①环路重构。总线上各节点填写连接表，构造逻辑环。当环路不能正常工作时，具有生成令牌权利的节点负贵进行环路维护。逻辑环的构成过程如下：

发出“请求后继命令帧”,寻找可能的后继节点；

限定响应节点的范围，在此范围内的节点用“设罝后继命令帧”响应。

若有多个适合的节点响应，则用“解决冲突命令帧”进一步限定范围，直至有且仅有一个节点响应为止：

设置连接表中的后继地址，并传递令牌给该后继节点；

后继节点接收令牌，将令牌中的源地址置为连接表中的前一地址，如果本节点维护的连接表中没有指定后继节点，则重复上述过程：

环路形成，令牌返回生成令牌的节点，完成环路重构动作，开始正常工作。

②添加新节点。

节点在信息传输完毕之后，如果时间允许，应执行必要的环路维护工作：

询问是否有新节点希望加入，如果有，则进行环路重构：

若新节点符合后继的要求，用“设置后继命令帧”响应：

部分节点修改连接表，容纳新节点入网。

③删除节点。

节点可以在任意时刻、不采取任何动作地撤出环路，该节点的前一节点会自动开始寻找新后继节点的过程（令牌维护）：或者，在指定时刻退出环路。希望撤出环路的节点仅在收到令牌之后，用“设置后继命令帧”,将其后继节点地址告诉前一节点，并传递令牌，撤出环路。

3.物理层

令牌总线的物理层可以使用同轴电缆或光纤作为传输介质，在同轴电缆上可以采用AM/PSK或FSK调制技术，在光纤上通常采用ASK-曼彻斯特编码。传输速率范围是1-20Mbit/s.

返回目录：互联网技术考试局域网和城域网汇总