第10讲介质访问控制技术预案.ppt

3.1.4 CSMA/CD 二进制指数退避算法—确定等待的随机时间 当站点发生第1次冲突,等待0~21-1个时间片。 当站点发生第2次冲突,等待0~22-1个时间片。 依此类推，当站点发生第n次冲突，在n≤10时，等待0~2n –1个时间片；n≥10后，等待0~210个时间片 当站点发生冲突的次数达到第16次时，将放弃该数据帧的发送 3.2 令牌环介质访问控制技术 产生原因 环实际上并不是一个广播介质，而是不同的点到点链路组成的环，点到点链路有很多技术优势； 各个站点是公平的，获得信道的时间有上限，避免冲突发生； IBM选择Token Ring作为它的LAN技术。 3.2 令牌环介质访问控制技术 令牌环的结构 环长的计算 令牌帧和数据帧的格式 令牌环介质访问控制协议 令牌环的操作与维护 3.2.1 令牌环的结构 由一系列环接口和这些接口间的点到点链路构成的闭合环路，各站点通过环接口连到网上。 环接口的两种操作模式 侦听模式 传输模式 3.2.1 令牌环的结构 3.2.2 环长的计算 环比特长度=传播时延×数据传输速率＋接口延迟位数传播时延=环路介质长度/ 200（m/μs） 例：某令牌环介质长度为10Km，数据传输速率为4Mbps，环路上共有50个站点，每个站点的接口引入1位延迟，则可计算得：环的比特长度=10（Km）/ 200（m/μs） ×4（Mbps）＋1（bit）×50=250（bit） 3.2.3 令牌帧和数据帧的格式 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 3.2.3 令牌帧和数据帧的格式 令牌帧 SD (JK00JK000)和ED (JK11JK111)标志着帧的开始和结束，用差分曼彻斯特编模式(J和K的中间没有跳变) 无信息传输时，3字节的令牌在环上循环；有信息要发送时，站获得令牌，并将第二个字节的某一位由 0 变成 1，将令牌的前两个字节变成帧的起始序列，然后输出帧的其它部分； 3.2.3 令牌帧和数据帧的格式 数据帧 访问控制字段AC 3.2.3 令牌帧和数据帧的格式 帧控制字段FC 帧控制域 FC 用于将数据帧和控制帧区别开来和进行环的维护；前两位为”00”：表示此帧为控制帧；后六位为“000011”：表示一个新的站点试图成为新的控制帧 3.2.3 令牌帧和数据帧的格式 帧状态字段FS 用于报告帧的传送情况，包括地址位A和拷贝位C，帧经过目的站，A置为“1”，帧被接收，C置为“1”。A、C位提供了自动确认。为增加可靠性，A、C在 FS中出现两次。 A = 0，C = 0，目的站不存在或未加电； A = 1，C = 0，目的站存在但帧未被接收； A = 1，C = 1，目的站存在且帧被复制。 3.2.4 令牌环介质访问控制协议 使用一个特殊的令牌帧，当某个站点有数据帧要发送时，必须等待标记为空的令牌帧到来，将令牌帧的空标记改为忙，并将数据帧发送到环上。 发送的数据帧在环上循环的过程中，所经过的环上的各个站点都将帧上的目的地址与本站点的地址进行比较，若不等则直接传给后面的站点，若相等则将帧复制接收，然后继续传给后面的站点。 3.2.4 令牌环介质访问控制协议 发送的数据帧在环上循环一周后再回到发送站，由发送站将该帧从环上移去，同时将令牌的忙标记改为空标记，传给后面的站。 空令牌帧在环上循环，经过某站点时，若该站点有数据帧要发送则重复上述过程，若该站点没有数据帧发送则直接将令牌帧传给下一个站点。 3.2.4 令牌环介质访问控制协议 令牌环工作举例：A站点向C站点发送数据帧 3.2.5 令牌环的维护 需要对令牌环进行维护的情况 站点发送帧，帧未返回到该站点前该站点崩溃：产生了一个不能移去的帧（无主帧） 站点接收帧或令牌后就崩溃：环上没有令牌 3.2.5 令牌环的维护 通过监控站和帧控制字段来完成对令牌环的维护 设置监控站，对新帧监控位设置为0，帧通过监控站时，将监控位改为1，如该帧再通过监控站（表明是不能移去的帧），移去并产生一个新令牌 监控站设置计时器，只要监控站发送一个帧或令牌，就启动计时器，超时（帧或令牌丢失），则产生一个新令牌 3.3 令牌总线访问控制技术 CSMA/CD介质访问控制采用总线争用方式，具有结构简单、在轻负载下延迟小等优点，但随着负载的增加，冲突概率增加，性能将明显下降 Token Ring具有重负载下利用率高、对距离不敏感以及具有公平访问等优越性能，但环形网结构复杂，存在可靠性等问题 令牌总线是综合了以上两种机制的优点而形成的一种介质访问控制方法，IEEE802.4提出了相关标准：令牌总线(Token Bus)介质访问控制方法 3.3.1 令牌总线局域网的结构 物理结构是总线的，逻辑结构是环型的 应用于