環(huán)網(wǎng)

目前常用的環(huán)網(wǎng)包括令牌環(huán)網(wǎng)和光纖分布式數(shù)據(jù)接口兩種。

5.1 概述

1.以太網(wǎng)(10BASE5、10BASE2)的不足：

（1）不適應重負荷應用環(huán)境；

（2）無實時性能和優(yōu)先權機制；

（3）在拓撲結構為公共總線的以太網(wǎng)上，媒體使用光纖比較困難；

（4）共享型以太網(wǎng)的覆蓋范圍受限于沖突域，無法進一步拓展。

2.環(huán)網(wǎng)的優(yōu)點：

（1）適應重負荷應用環(huán)境；

（2）具有實時性能和優(yōu)先權機制；

（3）環(huán)網(wǎng)的媒體可以使用光纖；

（4）覆蓋范圍較大，可達數(shù)十公里。

5.2 令牌環(huán)網(wǎng)媒體訪問技術

5.2.1 令牌環(huán)操作

（1）令牌環(huán)技術的基礎是使用了一個稱之為令牌的特定比特串，當環(huán)上所有的站都處于空閑時，令牌沿著環(huán)旋轉。

（2）當某站想發(fā)送幀時，必須等待直至收到空令牌才可發(fā)送。

（3）在輕負荷時，效率較低；

（4）在重負荷時，既公平又有效，各站按順序發(fā)送。

5.2.2 MAC幀

1.幀格式

SD幀首定界符（1個8位位組）AC訪問控制（1個8位位組）FC幀控制（1個8位位組）DA目的地址2~6個8位位組）SA源地址2~6個8位位組）INFO 信息0或多個8位位組）FCS 幀檢驗序列 (4個8位位組）ED幀尾定界符（1個8位位組）FS幀狀態(tài)（1個8位位組）幀首序列 I FCS作用范圍 I 幀尾序列

2.令牌格式

SDACED

3.幀首定界符（SD）

JK0JK000

J—非數(shù)據(jù)，與發(fā)送的“0”、“1”不同的編碼，

K—非數(shù)據(jù)，與發(fā)送的“0”、“1”不同的編碼，

4.訪問控制（AC）

PPPTMRRR

PPP—優(yōu)先級比特，共有8級優(yōu)先級。當某站發(fā)送優(yōu)先級為n的幀時，它必須等待，直到截獲了優(yōu)先級比n小或者等于n的空令牌，這九保證了高優(yōu)先級的幀有更多的機會發(fā)送幀。為了避免各站將優(yōu)先級抬高，在將令牌提升的站，發(fā)送完數(shù)據(jù)后，必須將令牌減下來。

T—令牌比特：令牌時，T=0；傳輸幀時，T=1。

M—監(jiān)控比特：令牌環(huán)的維護是一種集中式管理，由一個監(jiān)控站來管理，用于防止持久的數(shù)據(jù)幀或令牌幀，從令牌到幀時，M比特的數(shù)字轉換。

在源站發(fā)出某幀時，，M=0，當一個幀第一次經過監(jiān)控站時，M被置為1，當M=1的幀再次經過監(jiān)控站時，該幀即被清除。

保證環(huán)路的最小時延，令牌的長度為24字節(jié)，這就要求環(huán)路至少應能容納24比特，如長度不夠，監(jiān)控站就插入延時比特。

為了保證令牌的不丟失，每個監(jiān)控站都設有一計時器，它設置為最長令牌持有時間，當在此時間內沒有收到令牌時，即判定令牌丟失，這時監(jiān)控站收回環(huán)路上的數(shù)據(jù)（若有），并發(fā)出一個新令牌。

RRR—預留比特

5.幀控制（FC）

FFZZZZZZ

FF=01 LLC數(shù)據(jù)幀

FF=00 MAC控制幀

當FF=00 時，ZZZZZZ 指出的是MAC幀的類型

6.幀尾定界符（ED）

JK1 JK1IE

J—非數(shù)據(jù)

K—非數(shù)據(jù)

I—中間幀比特（I=1，后面還有幀；I=0，后面沒有幀了）

E—差錯檢驗比特，檢測出錯，將E置位。

7.幀狀態(tài)（FS）

ACrrACrr

A—地址識別比特，識別出地址，將A置位，否則，將A不置位；

C—幀已復制比特，幀已復制，將C置位，否則，將C不置位；

r—預留比特，一般置為“0”。

由于幀狀態(tài)在FCS之外，因此重復一次，進行檢錯。

8.地址字段（MAC）

（1）源地址字段中的第一個比特總是為“0”。

目的地址中的第一個比特置成“0”，表示一個單地址；

目的地址中的第一個比特置成“1”，表示一個組地址；

全“1”的組地址是對環(huán)上所有工作的站的廣播地址。

（2）對于48比特的地址字段，將其源和目的地址字段中的第2個比特置為“0”，表示是一全局管

理地址；

置為“1”，表示局部管理地址；

16比特地址：

15bit

I/G

16比特局部管理格式：

7bit環(huán)編號8bit站編號

I/G

48比特地址：

46bit地址

I/G U/L

48比特局部管理格式：

14bit環(huán)編號32bit站編號

I/G U/L

注意：令牌環(huán)規(guī)定使用屏蔽雙絞線。

5.2.3 MAC基本操作

（1）一個站要發(fā)送，要等到令牌經過，它由AC字段中的令牌比特置為“0”來表明空令牌，被捕獲得令牌的ED字段被該站吸收和丟棄；

（2）然后將其他都接在后面發(fā)送；

（3）該站可以連續(xù)地發(fā)送直到無數(shù)據(jù)或到令牌計時器滿為止。（將ED字段中的I置為“1”）。

各站的情況：

每個站引入一比特的時延，

每個站都對通過幀進行差錯檢查，如果出錯，就將ED字段中的E置位

每個站檢測目的地址，如果是本站地址，就將A比特置“1“；

如果該站有足夠的空間，就復制該幀，并將C比特置“1”。

源站能區(qū)別以下三種情況：

（1）目的站不存在/未被復制；

（2）目的站存在但幀未被復制；

（3）幀已被目的站復制。

發(fā)出幀的站應該將該幀從環(huán)上清除。

如果報告有錯，MAC并不再重傳，這是LLC層協(xié)議的職責。

5.3 差分曼徹斯特碼

標準規(guī)定使用的數(shù)據(jù)速率是：4Mbps或16Mbps，采用曼徹斯特編碼，編碼規(guī)則為：“0”為比特時間開始和中間均跳變，“1”只在比特中間跳變。

J——比特開始時沒有跳變，

K——比特開始時有跳變。

5.4 FDDI網(wǎng)媒體訪問控制技術

5.4.1 FDDI 標準的范圍

FDDI 標準的包含了MAC子層和物理層。標準分為四部分：

（1）媒體訪問控制（MAC）

（2）物理層協(xié)議（PHY）

（3）物理媒體相關子層（PMD）

（4）層管理（LMT）

5.4.2 令牌環(huán)操作

注意：令牌環(huán)網(wǎng)與FDDI存在的差別:

（1）FDDI并不是通過改變一個比特來抓住令牌的;

（2）FDDI在一個站完成其幀發(fā)送后,即使尚未開始收到它發(fā)送的幀,也立即送出一新令牌，在環(huán)上可以有多個幀。