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。