2.6.2令牌访问控制方式--介质访问控制的预约方式 CSMA的访.ppt

--介质访问控制的预约方式
CSMA的访问存在发报冲突问题,产生冲突
的原因是由于各站点发报是随机(竞争)的。
为了解决冲突问题,可采用有控制的发报方
式。
令牌(token—标记)是一种特殊结构的控制
帧。
令牌方式是按一定顺序在各站点传递令牌的
方法。谁得到令牌,谁才有发报权。
令牌访问原理可用于环形网络,构成令牌环
网;也可用于总线网,构成令牌总线网。
(token-ring)方式----
(1)结构及原理
令牌环是环形结构局域网采用的一种访问控制方
式。由于在环形结构网络上,某一瞬间可以允许发送报文
的站点只有一个,令牌在网络环路上不断地传送,只有拥
有此令牌的站点,才有权向环路上发送报文,而其它站点
仅允许接受报文。
站点在发送完毕后,便将令牌交给网上下一个站
点,如果该站点没有报文需要发送,便把令牌再顺次传给
下一个站点。
因此,表示发送权的令牌在环形信道上不断循环
(ring)。环上每个相应站点都可获得发报权,而任何时
刻只会有一个站点利用环路传送报文。因而保证了在环路
上不会发生访问冲突。
图2-9(a)是令牌传递工作方式原理示意
图。通信处理器中有缓冲器,用来存储转发信
息。
图2-9(b)是在网上传输的帧的大致格式。
开始标志:表示帧的开始;
目的地址:帧的接收站地址;
源地址:是发送该帧的地址;
报文:即为帧中的数据;
校验核:用以检查帧传输中的差错情况;
状态位:则用来指示此帧发出后是否为目的站所接收;
结束标志:用来表示此帧的结束。
(2)一次站间通信过程
若A站要发送数据给C站,则A站把C站的目的地址和
要发送的数据交给本站的通信处理器并组织成帧。
一旦A本站从环上得到令牌,就从出口发出该帧;
B从其入口收到此帧后,查看目的地址与本站地址不符,
便将原帧依次转发给C;
C在查看目的地址时,得知此帧是给本站的,便根据校验
核进行查错,如传输的帧无错误,便将帧中的数据收下,
并修改状态位,表示此帧已被正确接收,这时C再把修改
了状态位的原帧沿D,E送回;
A从返回的帧状态位得知发送成功,从环上取消此帧,再
把令牌转交给B,这样完成了一次站间通信过程。
(3)特点
优点:采用令牌环方式的局域网,令牌沿着物理
环逐站传输。网上每一个站点都知道信息的来去
动向,保证了较高的信息传输的确定性。由于能
估算出信息传输的延迟时间,所以比较适合在实
时系统中使用,而CSMA/CD方式的信息传输时间
是不确定的;
令牌环方式对轻、重负载不敏感。
缺点:但单环环路出故障将使整个环路通信瘫
痪,因而可靠性比较低。
2、令牌传递总线(token-passing bus)方式—

(1)结构
这种方式物理上采用总线结构,逻辑上是环
结构,即在物理总线上建立一个逻辑环。
总线上各站的物理位置与逻辑地址无关,但
是总线上的每个站都被赋予了“本站TS地址”、“前
趋PS站地址”、“后继站NS地址”,从而这些站地址
构成了一个封闭的逻辑环。
令牌总线如图2-10所示。每个站和令牌环一
样,站点只有取得令牌,才能发送帧,该令牌在逻
辑环上依次传递(即从前趋站获得令牌,使用后传
到后继站)。
(2)令牌总线工作原理与过程
1)逻辑环初始化:当网络启动或发生故障后,执行初始
化程序,初始化的结果将总线上的工作站在逻辑上形成一
个环----持有令牌的逻辑顺序。
初始化的过程是一个“抢先争用”的过程,最先上线
的站取得令牌,其它站通过“站插入算法”加入到逻辑环
中。
2)逻辑环维护:在运行过程中如果环的组成变化或出现
异常情况时,由环中的站点完成维护工作。
a) 网络出现故障后,执行初始化;
b) 新站点加入环、已有站点退出环,则必须对这些
站点的前趋站和后继站的地址进行调整;

网上站也可以退出环成为非活动站点,这些站点仅
能响应询问或请求应答。
c) 总线上丢失令牌或多令牌情况发生时,处
理到只有一个令牌的正常状态;
d) 总线上的站点能够根据“优先级”获得合理
的容量。
3)令牌帧:令牌在总线上是以“特殊结构的控制
帧”的形式表现的。令牌帧含有一个“目的地址”,即
当前站的后继站(NS)地址。令牌帧被当前站广
播到总线上,当其后继站判断令牌帧中的“目的地
址”与本站地址相同时,接受令牌(帧)。这种机
制保证了正常运行时,令牌在环中按地址递减传
递。
4)站点容量:令牌持有时间。优先级高的站点容
量大。