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令牌網(wǎng)

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1.什么是令牌網(wǎng)

  令牌網(wǎng)一般是指令牌環(huán)網(wǎng)(TokenRing)和令牌總線網(wǎng)(TokenBus)?;贗EEE802.4標(biāo)準(zhǔn)的TokenBus是一種物理上的總線結(jié)構(gòu),而其站點(diǎn)組成一個(gè)邏輯的環(huán)形結(jié)構(gòu),令牌則在邏輯環(huán)上運(yùn)行,其運(yùn)行原理與TokenRing基本一樣。TokenBus非常少用;TokenRing是基于IEEE802.5標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),說(shuō)的令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)多是指IBM的令牌傳遞環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn),它有4Mb/s和16Mb/s兩種傳輸速率。令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)闹饕攸c(diǎn)是可以保證每個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備在可以預(yù)定的時(shí)間間隔獲得對(duì)網(wǎng)絡(luò)的訪問,適用于對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高的應(yīng)用。由于這種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備價(jià)格較高,不利于普及,另外缺乏對(duì)多種服務(wù)QoS的支持,在國(guó)內(nèi)應(yīng)用的例子較少。

  令牌指的是包含控制信息的幀。令牌過(guò)程允許網(wǎng)絡(luò)設(shè)備向網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)。令牌網(wǎng)使用一種標(biāo)記數(shù)據(jù)作為令牌,它始終在環(huán)上傳輸,當(dāng)無(wú)幀發(fā)送時(shí),令牌為空閑狀態(tài),所有的站點(diǎn)都可以俘獲令牌,只有當(dāng)站點(diǎn)獲得空閑令牌后,才將令牌設(shè)置成忙狀態(tài),并發(fā)送數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)隨令牌至目的站點(diǎn)后,目的站點(diǎn)將數(shù)據(jù)復(fù)制,令牌繼續(xù)環(huán)行返回到發(fā)送站點(diǎn),這時(shí)發(fā)送站點(diǎn)才將俘獲的令牌釋放,令牌重新成為空閑狀態(tài)。

2.令牌網(wǎng)的工作狀態(tài)

  令牌網(wǎng)就比如A.B.C三臺(tái)計(jì)算機(jī)組成的一個(gè)局域網(wǎng).如果A.B.C要同時(shí)往外發(fā)送數(shù)據(jù)包.就會(huì)形成沖突.所以必須要有令牌.哪臺(tái)機(jī)器獲得令牌便能發(fā)出去信息.然后再把令牌送給那臺(tái)機(jī)器才能發(fā)出去信息.令牌在工作中有“閑”和“忙”兩種狀態(tài)?!伴e”表示令牌沒有被占用,即網(wǎng)中沒有計(jì)算機(jī)在傳送信息;“忙”表示令牌已被占用,即網(wǎng)中有信息正在傳送。希望傳送數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)必須首先檢測(cè)到“閑”令牌,將它置為“忙”的狀態(tài),然后在該令牌后面?zhèn)魉蛿?shù)據(jù)。當(dāng)所傳數(shù)據(jù)被目的節(jié)點(diǎn)計(jì)算機(jī)接收后,數(shù)據(jù)被從網(wǎng)中除去,令牌被重新置為“閑”。令牌環(huán)網(wǎng)的缺點(diǎn)是需要維護(hù)令牌,一旦失去令牌就無(wú)法工作,需要選擇專門的節(jié)點(diǎn)監(jiān)視和管理令牌。由于以太網(wǎng)技術(shù)發(fā)展迅速,令牌網(wǎng)存在固有缺點(diǎn),令牌在整個(gè)計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)已不多見,原來(lái)提供令牌網(wǎng)設(shè)備的廠商多數(shù)也退出了市場(chǎng)。

  TokenRing令牌環(huán)網(wǎng)由IBM公司于1969年推出,后來(lái)被列為IEEE802.5標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議,它在物理和邏輯上均基于環(huán)結(jié)構(gòu),傳輸速率可以達(dá)到4或16Mbps。令牌環(huán)網(wǎng)使用雙絞線或同軸電纜作為傳輸介質(zhì),并將與各個(gè)站相連的接口逐個(gè)連接起來(lái)組成一個(gè)閉合的環(huán)路,環(huán)上的每個(gè)環(huán)接口均有兩種工作方式:發(fā)送方式與收轉(zhuǎn)方式。

  該網(wǎng)絡(luò)通過(guò)一個(gè)很小的自由令牌(FreeToken,一種有別與數(shù)據(jù)信號(hào)幀的特殊信號(hào)幀)在環(huán)上單向循環(huán)來(lái)控制和管理傳輸介質(zhì)的使用,以保證整個(gè)環(huán)路最多只有一個(gè)站處于發(fā)送方式,其他的站都處于收轉(zhuǎn)方式。在收轉(zhuǎn)方式下,對(duì)應(yīng)站點(diǎn)與環(huán)接口實(shí)際上是斷開的,此時(shí)環(huán)接口每次先接收一個(gè)比特,并復(fù)制到緩存區(qū),經(jīng)檢查或修改后(只造成一個(gè)比特的延時(shí)),再轉(zhuǎn)發(fā)之。此時(shí)它監(jiān)視兩種特殊的比特組合:本站地址和自由令牌。

  當(dāng)要發(fā)送數(shù)據(jù)的站對(duì)應(yīng)的環(huán)接口探測(cè)到自由令牌后,則將自由令牌改為忙令牌(數(shù)據(jù)信號(hào)幀),同時(shí)接通站點(diǎn),并進(jìn)入發(fā)送方式,將緩存區(qū)中的數(shù)據(jù)由環(huán)接口逐位發(fā)送出去,發(fā)送完畢后再斷開站點(diǎn),回到收轉(zhuǎn)方式。當(dāng)處于收轉(zhuǎn)方式下的環(huán)接口探測(cè)到帶本站地址的數(shù)據(jù)信號(hào)幀后,則接通站點(diǎn),并在繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)比特流的同時(shí),逐位復(fù)制給與其相連的站,并在該數(shù)據(jù)幀上標(biāo)記已被識(shí)別和復(fù)制的記號(hào),在接收完該數(shù)據(jù)信號(hào)幀后,再斷開站點(diǎn);隨后當(dāng)數(shù)據(jù)幀繞環(huán)一周回到發(fā)送站時(shí),則被其吸收,并插入一個(gè)自由令牌。

  牌環(huán)網(wǎng)的媒體接入控制機(jī)制采用的是分布式控制模式的循環(huán)方法。在令牌環(huán)網(wǎng)中有一個(gè)令牌(Token)沿著環(huán)形總線在入網(wǎng)節(jié)點(diǎn)計(jì)算機(jī)間依次傳遞,令牌實(shí)際上是一個(gè)特殊格式的幀,本身并不包含信息,僅控制信道的使用,確保在同一時(shí)刻只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠獨(dú)占信道。當(dāng)環(huán)上節(jié)點(diǎn)都空閑時(shí),令牌繞環(huán)行進(jìn)。節(jié)點(diǎn)計(jì)算機(jī)只有取得令牌后才能發(fā)送數(shù)據(jù)幀,因此不會(huì)發(fā)生碰撞。由于令牌在網(wǎng)環(huán)上是按順序依次傳遞的,因此對(duì)所有入網(wǎng)計(jì)算機(jī)而言,訪問權(quán)是公平的。

  在這種網(wǎng)絡(luò)中,有一種專門的幀稱為“令牌”,在環(huán)路上持續(xù)地傳輸來(lái)確定一個(gè)結(jié)點(diǎn)何時(shí)可以發(fā)送包。令牌為24位長(zhǎng),有3個(gè)8位的域,分別是首定界符(StartDelimiter,SD)、訪問控制(AccessControl,AC)和終定界符(EndDelimiter,ED)。首定界符是一種與眾不同的信號(hào)模式,作為一種非數(shù)據(jù)信號(hào)表現(xiàn)出來(lái),用途是防止它被解釋成其它東西。這種獨(dú)特的8位組合只能被識(shí)別為幀首標(biāo)識(shí)符(SOF)。

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