[理学]第42章_介质访问控制方式.ppt

第四章 局域网 4.3 令牌环访问控制和IEEE 802.5标准 4.3.1 令牌环概述 4.3.2 令牌环媒体访问控制协议 优先级机制（去掉） 4.3.3 IEEE 802.5标准* 4.4 CSMA/CD和IEEE 802.3标准 4.4.1 ALOHA 4.4.2 CSMA 4.4.3 CSMA/CD 4.4.4 二进制指数退避算法 4.4.5 以太网帧格式 4.4.6 IEEE 802.3标准 令牌环概述 令牌环控制技术最早于1969年在贝尔实验室研制的Newhall环上采用 IEEE802采纳了令牌环技术作为局域网介质访问访问方法的一个标准，即IEEE 802.5标准。 环并不是真正的广播介质，而是单个的点到点的连接组合在一起形成了一个圆环。 工作原理 IEEE 802.5标准 802.5标准提供了多种数据速率（4Mbps、16Mbps等）和多种传输媒体（屏蔽双绞线、非屏蔽双绞线、光纤等） IEEE 802.5 LAN的帧格式 IEEE802.5的帧结构 IEEE802.5的帧结构 当环上无信息传输时，令牌就不停地在环网上转，等待站点将其抓获。 该站点将令牌中的某个特定位由0变为1，将令牌改造成一个数据帧的起始序列。得到令牌后，填写并发送组成数据帧的余下字段部分。 一个站点可在令牌持有时间THT（Token Holding Time）内拥有令牌，该时间通常为10ms。 令牌轮转时间TRT（Token Rotation Time） 令牌环的确认机制 帧的递交的确认机制 比特绕环一周回来，发送者将它们从环中移去,最后数据帧传输完毕后产生令牌传递出去 帧的数据字段长度没有限制，只要令牌持有时间允许 接收者修改经过的帧中的帧状态字段的A（访问）与C（拷贝）比特 : A:Access Bit：帧通过目的站点时设置 C:Copy Bit：帧复制到目的站点时设置 A＝0，C＝0：目的站点不存在或者未加电。 A＝1，C＝0：目的站点存在但帧未被接收。 A＝1，C＝1：目的站点存在且帧被复制。 A＝0，C＝1：这种组合是无意义的 环的比特长度 环必须容纳一个完整的令牌: 比特的“物理长度” :信号传播速度/数据传输速率： 若数据传输速率：R Mb/s 则每1/R ?s 就发送1比特（位） 典型的信号传播速度：200m/?s ，所以环中1比特的物理长度为200/R m 当环的速率为1 Mb/s，环周长1000m时，同一时刻只能有5位 （1000/（200/1）=5）在环上。 环本身必须有足够的时延来容纳一个完整的令牌在环内流通，这个时延由2部分组成： 每站中确定的1比特时延 信号传播时延 比如3Km ring,信号传播速度为200m/?s , 数据传输速率：1Mb/s, 20站点， 则环的比特长度为 3000*R/200+20*1 = 35 如果环的比特长度不够，则环上插入人工延迟以保证环能够容纳令牌 谁插入人工延迟？监控站 线路中心 环网的问题之一是如果某处电缆断裂，则整个环都无法工作。可通过线路中心（wire center）来解决。 旁路中继器由站点供电，出现故障时旁路,站点从环中移走 通过程序控制，检测到出错站点或环段时旁路故障站点 令牌环网的实际结构——星形环路 优先级机制 在令牌和数据帧中包含两个字段：优先级字段(3位)和预约字段(3位) 环中的令牌有一定的优先级n 每个站点发送的帧都分配一个优先级 站点只有当有比当前令牌的优先级相同或者更高的数据帧时才能抓住令牌 优先级机制（续） 令牌的优先级如何改变? 预约机制 站点X想要传输一优先级为n的数据帧: 发现经过数据帧的预约字段比n低，站点将这个数据帧的预约字段置为n，表示预约优先级为n的令牌；发现预约字段比站点的优先级高，就不作任何动作。 经过令牌帧的预约字段比n低,该字段改变为n. 持有令牌站点释放令牌时把优先级提升为n。 优先级会不断被提升 优先级提高的站点X有责任在适当的时候把优先级降到原先的水平。 提升时记录之前的优先级和当前优先级 看到一个自己提升优先级的令牌时降低令牌优先级 优先级机制：实例 站点准备发送一个帧:优先级=5 一个令牌经过,并且优先级比站点优先级低或相等:抓住令牌 优先级机制：实例（续） 令牌优先级高,或者数据帧经过,进行预约 站点传输完,产生一个新的令牌: 提升优先级：有站点预约 或者不提升：无站点预约 优先级机制：实例（续） 站点看到一个它提升的令牌,降低优先级 早释令牌 早释令牌ETR(Early Token Release) 站点发出数据帧,在帧传输完时,该帧的第一个比特可能会: 已回到发送站点: 还没有回到发送站点:这一段时间必须等待 E