“局域网技术与组网工程”课堂笔记五

第5章 环网

目前常用的环网包括令牌环网和光纤分布式数据接口两种。

5.1 概述

1.以太网(10BASE5、10BASE2)的不足：
（1）不适应重负荷应用环境；
（2）无实时性能和优先权机制；
（3）在拓扑结构为公共总线的以太网上，媒体使用光纤比较困难；
（4）共享型以太网的覆盖范围受限于冲突域，无法进一步拓展。
2.环网的优点：
（1）适应重负荷应用环境；
（2）具有实时性能和优先权机制；
（3）环网的媒体可以使用光纤；
（4）覆盖范围较大，可达数十公里。
5.2 令牌环网媒体访问技术
5.2.1 令牌环操作
（1）令牌环技术的基础是使用了一个称之为令牌的特定比特串，当环上所有的站都处于空闲时，
令牌沿着环旋转。
（2）当某站想发送帧时，必须等待直至收到空令牌才可发送。
（3）在轻负荷时，效率较低；
（4）在重负荷时，既公平又有效，各站按顺序发送。

5.2.2 MAC帧
1.帧格式
SD帧首定界符（1个8位位组）AC访问控制（1个8位位组）FC帧控制（1个8位位
组）DA目的地址2~6个8位位组）SA源地址2~6个8位位组）INFO 信息0
或多个8位位组）FCS 帧检验序列 (4个8位位组）ED帧尾定界符（1个8位位组）
FS帧状态（1个8位位组）
帧首序列 I FCS作用范围 I 帧尾序列
2.令牌格式
SDACED
3.帧首定界符（SD）
JK0JK000
J—非数据，与发送的“0”、“1”不同的编码，
K—非数据，与发送的“0”、“1”不同的编码，
4.访问控制（AC）
PPPTMRRR
PPP—优先级比特，共有8级优先级。当某站发送优先级为n的帧时，它必须等待，直到截获了优先
级比n小或者等于n的空令牌，这九保证了高优先级的帧有更多的机会发送帧。为了避免各站将优
先级抬高，在将令牌提升的站，发送完数据后，必须将令牌减下来。
T—令牌比特：令牌时，T=0；传输帧时，T=1。
M—监控比特：令牌环的维护是一种集中式管理，由一个监控站来管理，用于防止持久的数据帧或
令牌帧，从令牌到帧时，M比特的数字转换。
在源站发出某帧时，，M=0，当一个帧第一次经过监控站时，M被置为1，当M=1的帧再次经过监控
站时，该帧即被清除。
保证环路的最小时延，令牌的长度为24字节，这就要求环路至少应能容纳24比特，如长度不够，
监控站就插入延时比特。
为了保证令牌的不丢失，每个监控站都设有一计时器，它设置为最长令牌持有时间，当在此时间
内没有收到令牌时，即判定令牌丢失，这时监控站收回环路上的数据（若有），并发出一个新令
牌。
RRR—预留比特
5.帧控制（FC）
FFZZZZZZ
FF=01 LLC数据帧
FF=00 MAC控制帧
当FF=00 时，ZZZZZZ 指出的是MAC帧的类型
6.帧尾定界符（ED）
JK1 JK1IE
J—非数据
K—非数据
I—中间帧比特（I=1，后面还有帧；I=0，后面没有帧了）
E—差错检验比特，检测出错，将E置位。
7.帧状态（FS）
ACrrACrr
A—地址识别比特，识别出地址，将A置位，否则，将A不置位；
C—帧已复制比特，帧已复制，将C置位，否则，将C不置位；
r—预留比特，一般置为“0”。
由于帧状态在FCS之外，因此重复一次，进行检错。
8.地址字段（MAC）
（1）源地址字段中的第一个比特总是为“0”。
目的地址中的第一个比特置成“0”，表示一个单地址；
目的地址中的第一个比特置成“1”，表示一个组地址；
全“1”的组地址是对环上所有工作的站的广播地址。
（2）对于48比特的地址字段，将其源和目的地址字段中的第2个比特置为“0”，表示是一全局管
理地址；
置为“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环编号8bit站编号
I/G
48比特地址：
46bit地址
I/G U/L
48比特局部管理格式：
14bit环编号32bit站编号
I/G U/L
注意：令牌环规定使用屏蔽双绞线。