计算机网络之令牌总线

上文内容：什么是以太网

1.令牌总线工作原理

在总线的基础上，通过在网络结点之间有序地传递令牌来分配各结点对共享型总线的访问权利，形成闭合的逻辑环路。

完全采用半双工的操作方式，只有获得令牌的结点才能发送信息，其它结点只能接收信息，或者被动地发送信息（在拥有令牌的结点要求下，发送信息）。

逻辑闭合环路的形成: 每个结点都动态地维护着一个连接表，

【前继地址、后继地址、本结点的地址】

每个结点根据后继地址确定下一占有令牌的结点。

2.令牌总线帧的一般格式

前导码（P），用于收发同步，

帧开始标志（SD），标识帧的开始，使用了曼彻斯特编码中的非数据位，取值为LH0LH000；。 宿/源地址（DA/SA）

帧控制字段（FC），用于区分帧的类型，包括MAC控制帧（如令牌08H、设置后继等）、LLC数据帧、站点管理数据帧等。

数据字段（DATA），根据帧控制字段（FC）的取值，数据字段可以包含LLC协议数据单元、MAC管理数据、和MAC控制帧的数据；

帧校验序列（FCS）：对SD和ED之间的所有字段进行循环冗余校验；

帧结束标志（ED），标识帧的结束，同时也标识了帧中FCS的位置，使用了曼彻斯特编码中的非数据位，取值为LH1LH1IE；

LH1LH1IE  :令牌总线网允许一个结点连续发送多个MAC帧，  

 I:  1    -----  紧随其后的为一个新的帧，      

     0    -----  后续无帧；    

E:  1    -----  帧出错，该位由转发帧的转发器设置。

3.令牌总线帧的发送和接收

4.令牌总线的令牌维护

问题: 令牌的丢失, 出现多个令牌. 需要维护。  

令牌传递 (1)有令牌的结点在发送完信息，执行环路维护工作，将令牌传递给后继结点，

(2) 监听媒体。监听到合法帧的传递，后继结点已获得令牌，并正常工作；如果在规定时间内未监听到信息在媒体上的传输，执行一次令牌重传.

(3) 如仍然未能监听到合法帧的传输，原后继结点已撤出环路,开始寻找后继和环路重构过程。

(4) 发送“寻找后继命令帧”，(原后继结点的地址为的数据字段)，

(5) 原后继结点的后继结点(e)用“设置后继命令帧”予以响应；

(6) 双方(c,e)修改各自连接表中的后继/前继地址，传递令牌，恢复正常工作。

5.令牌丢失的处理

如何知道令牌丢失？

结点设“环不工作计时器”，

(1) 在规定的时间内，未能监听到媒体上有信号传输，环不工作计时器超时，则环路中令牌丢失，或者环路处于初始工作状态；

(2) 所有感知环不工作的结点，采用竞争总线的方法争夺生成令牌的权利：

第一步：各结点根据本结点地址信息和一定的规则，形成不同长度的“要求令牌命令帧”，发往媒体并监听媒体； 不同的地址形成不同长度的帧几乎“同时”发往媒体时，会产生冲突

第二步：之后监听媒体，发短帧的结点会先“监听”到其它结点的帧正在发送。 发最长帧的结点感觉不到媒体上有信号的结点，赢得生成令牌的权利，执行环路重构的过程。

6. 典型的令牌总线网络  

ARCnet网络地址： 每个结点有一个网络地址，令牌以递增的结点地址序号，从一个结点传递到另一个结点，形成逻辑环路。

环路中最多容纳255个结点。