摘要: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 802.5协议的讲解,希望对大家有所帮助。
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令牌环在物理上是由一系列环接口和这些接口间的点对点链路构成的闭合环路,各站点通过环接口连到网上,如图5-14所示。对介质具有访问权的某个发送站点,通过环接口出径链路将数据帧串行到环上;其余各站点从各自的环接口入径链路逐位接收数据帧,同时通过环接口出径链路再生、转发出去,使数据帧在环上从一个站点至下一个站环行,寻址的目的站点在数据帧经过时读取其中的信息;最后,数据帧绕环一周返回发送站点,并撤除所发的数据帧。
令牌环的操作过程由以下几个步骤组成:
(1)网络空闲时,只有一个令牌在环路上绕行。令牌是一个特殊的比特模式,其中包含一位“令牌/数据帧”标志位。标志位为“0”表示该令牌为可用的空令牌;标志位为“1”表示有站点正占用令牌在发送数据帧。
(2)当一个站点要发送数据时,必须等待并获得一个令牌,将令牌的标志位置为“1”,随后便可发送数据。
(3)环路中的每个站点边转发数据,边检查数据帧中的目的地址,若为本站点的地址,便读取其中所携带的数据。
(4)数据帧绕环一周返回时,发送站将其从环路上撤销。同时根据返回的有关信息确定所传数据有无出错。若有错则重发存于缓冲区中的待确认帧,否则释放缓冲区中的待确认帧。
(5)发送站点完成数据发送后,重新产生一个令牌并传至下一个站点,以使其他站点获得发送数据帧的许可权。
令牌环网在轻负荷时,由于存在等待令牌的时间,故效率较低;但在重负荷时,对各站公平访问且效率高。IEEE 802.5标准规定了令牌环的介质访问控制子层和物理层所使用的协议数据单元格式和协议,规定了相邻实体间的服务及连接令牌环物理介质的方法。
1.IEEE 802.5的介质访问控制功能
令牌环局域协议标准包括四个部分:逻辑链路控制(LLC)、介质访问控制(MAC)、物理层(PHY)和传输介质,IEEE 802.5规定了后面三个部分的标准。令牌环的介质访问控制功能如下:
(1)帧发送。采用沿环传递令牌的方法实现对介质的访问控制,取得令牌的站点具有发送一个数据帧或一系列数据帧的机会。
(2)令牌发送。发送站完成数据帧的发送后,等待数据帧的返回。在等待期间,继续发送填充字符。一旦源地址与本站相符的数据帧返回后,即发送令牌。令牌发送之后,该站仍保持在发送状态,直到该站点发送的所有数据帧从环路上撤销为止。
(3)帧接收。若接收到的帧为信息帧,则将FC、DA、Data及字段复制到接收缓冲区中,并随后将其转至适当的子层。
(4)优先权操作。访问控制字段中的优先权和预约位配合工作,使环路服务优先权与环上准备发送的PDU较高优先级匹配。
2.IEEE 802.5 MAC帧格式
IEEE 802.5令牌环的MAC帧有两种基本格式:令牌帧和数据帧。
令牌帧只有3个字节长,数据帧则可能很长。这两种帧都有一对起始定界符SD和结束定界符(ED)用于确定帧的边界,它们中各有4位采用曼彻斯特编码中不使用的违法码(“高-高”电平对和“低-低”电平对),以实现数据的透明传输。
令牌环的MAC帧的各字段含义如下:
1.T为令牌/数据帧标志位,该位为“0”表示令牌,该位为“1”表示数据帧。当某个站点要发送数
据并获得了一个令牌后,将AC字段中的T位置“1”。此时,SD、AC字段就作为数据帧的头部,随后便可发送数据帧的其余部分。M为监控位,用于检测环路上是否存在持续循环的数据帧。
2.PPP(3比特)为优先编码,当某站点要发送一个优先级为n的数据帧时。必须获得一个PPP编码值小于等于n的令牌才可发送。
3.RRR(3比特)为预约编码,当某站点要发送数据帧而信道又不空闲时,可以在转发其他站点的数
据帧时将自己的优先级编码填入RRR中,待该数据帧发送完毕,产生的令牌便有了预约的优先级。若RRR已被其他的站点预约了更高的优先级,则不可再预约。将令牌的优先级提升了的站点,在数据帧发送完毕后,还要负责使令牌优先级较低的站点也有发送数据帧的机会。
4.帧控制字段(FC)中的前两位标志帧的类型。“01”表示为一般信息帧,即其中的数据字段为上层
提交的LLC帧;“00”表示为MAC控制帧,此时其后的6位用以区分控制帧的类型。信息帧只发
送给地址字段所指的目的站点,控制帧则发送给所有站点。控制帧中不含数据字段。数据字段的长度没有下限,但其上限受站点令牌持有时间的限制。令牌持有时间的默认值为10毫秒,数据帧必须在该时段内发送完,超过令牌持有时间,必须释放令牌。32位的帧校验序列(FCS)的作用范围自控制字段(FC)起(FC)至FCS止,其中不包括帧首(SD、AC字段)和帧尾(ED、FS字段)。
5.帧状态字段FS的格式设置了数据帧的状态信息。字段中设置了两位A和两位C,其中4位未定义。
A位为地址识别位,发送站发送数据帧时将该位置“0”,接收站确认目的地址与本站相符后将该位置“1”。C为帧复制位,发送站发送数据帧时将该位置“0”,接收站接收数据帧后将该位置“1”。当数据帧返回发送站时,A、C位作为应答信号使发送站了解数据帧发送的情况。若返回的AC=11,则表示接收站已收到并复制了数据帧;若AC=00,则表示接收站不存在,但由于缓冲区不够或其他原因未接收数据帧,等待一段时间后再重发。由于FS字段不在FCS校验范围内,所以使用两套重复的A、C可以提高可靠性。
结束定界符(ED)除了用于指示帧的结束边界外,其最后一位还用做差错位,发送站发送数据帧时将该位置“0”。此后,任何一个站点要转发该数据帧时,通过FCS校验一旦发现有错,都可以将E位置“1”。这样,当数据帧返回时,发送站便可以了解数据帧的传输情况。
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