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      临近2017年网络规划设计师考试的时间，希赛小编为大家整理了部分网络规划设计师教程知识点精讲，以下是IEEE 802.4协议的讲解，希望对大家有所帮助。

    IEEE 802.4提出的就是令牌总线介质访问控制方法的标准。

      1．令牌总线工作原理

      令牌总线介质访问控制是将局域网物理总线的站点构成一个逻辑环（如图5-12所示），每一个站点都在一个有序的序列中被指定一个逻辑位置，序列中最后一个站点的后面又跟着第一个站点。每个站点都知道在它之前的前趋站和在它之后的后继站标识。在物理结构上它是一个总线结构局域网，但是在逻辑结构上，它又成了一种环型结构的局域网。和令牌环一样，站点只有取得令牌，才能发送帧，而令牌在逻辑环上依次循环传递。只有收到令牌帧的站点才能将信息帧发送到总线上，不同于CSMA/CD访问方式，令牌总线不可能产生冲突，因此令牌总线的信息帧长度只需根据要传送的信息长度来确定，而没有最短帧的要求。对于CSMA/CD访问控制，为了使最远距离的站点也能检测到冲突，需要在实际的信息长度后添加填充位，以满足最短帧长度的要求。令牌总线控制的另一个特点是站点间有公平的访问权。因为取得令牌的站点若有报文要发送则可以发送，随后，将令牌传递给下一个站点；如果取得令牌的站点没有报文要发送，则立刻把令牌传递到下一站点。由于站点接收到令牌的过程是顺序依次进行的，因此对所有站点都有公平的访问权。

      令牌总线控制的优越之处，还体现在每个站点传输之前必须等待的时间总量总是“确定”的，这是因为每个站点对发送帧的最大长度可以加以限制。当所有站点都有报文要发送时，最坏的情况下，等待取得令牌和发送报文的时间等于全部令牌和报文传送时间的总和；如果只有一个站点有报文要发送，则最坏情况下等待时间只是全部令牌传递时间的总和。对于应用于控制过程的局域网，这个等待访问时间是一个很关键的参数。可以根据需求，选定网中的站点数及最大的报文长度，从而保证在限定的时间内，任一站点都可以取得令牌。另外令牌总线访问控制还提供了不同的服务级别，即不同的优先级。

     令牌总线的主要操作过程如下：

      （1）环初始化，即生成一个顺序访问的次序。网络开始启动时，或由于某种原因，在运行中所有站点不活动的时间超过规定的时间，都需要进行逻辑环的初始化。初始化的过程是一个争用的过程，争用的结果是只有一个站能取得令牌，其他的站用站插入的算法插入。

      （2）令牌传递算法。逻辑环按递减的站地址次序组成，刚发送完帧的站点将令牌传递给后继站，后继站应立即发送数据或令牌帧，原先释放令牌的站监听到总线上的信号，便可确认后继站已获得令牌。

      （3）站插队入环算法。必须周期性地给未加入环的站点以机会，将它们插入到逻辑环的适当位置中。如果同时有几个站要插入时，可采用带有响应窗口的争用处理算法。

      （4）站退出环算法。可以通过将其前趋站和后继站连到一起的办法，使不活动的站退出逻辑环，并修正逻辑环递减的站地址次序。

      （5）故障处理。网络可能出现错误，这包括令牌丢失引起断环、重复地址等。网络需要对这些故障进行相应的处理。

      因此，令牌总线局域网既具有总线网的“接入方便”和“可靠性较高”的优点，也具有令牌环形网的“无冲突”和“发送时延有确定的上限值”的优点。

      2．令牌总线局域网的MAC子层

      在令牌总线局域网中，令牌传递的顺序不是站的物理位置，因此必须有一个有效的MAC子层协议来管理网络的令牌。IEEE 802.4的MAC子层具有如图5-13所示的四个主要功能。在IEEE 802.4标准中，各功能都被称为某种机器（Machine），简称为某某机。下面简单介绍这四种功能。

      （1）接入控制机（Access Control Machine）

      接入控制机是令牌总线网的核心，它决定一个站什么时候可以向总线发送一个帧，并且负责整个逻辑环路的管理。环路管理的主要功能是：环路的初始化、工作站的入网（即加入到环路中）、工作站的退网（即从环路中删除）、差错恢复和优先级的设置。

      （2）接口机（Interface Machine）

      接口机的任务是：对LLC子层向下交给接入控制机发送的LLC PDU进行缓存；将LLC子层和MAC子层的服务质量参数进行变换；将收到的LLC PDU进行地址检验。

      （3）发送机（Transmit Machine）

      发送机从接入控制机处接收到LLC PDU，再负责将帧装配成MAC帧交给物理层进行发送。

      （4）接收机（Receive Machine）

      接收机将物理层提交的数据进行差错校验。当收到LLC PDU时就上交给LLC子层。若收到的是MAC帧（如令牌帧或其他为环路管理用的帧），则交给接入控制机进行处理。

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