自考局域网考核知识点之令牌总线媒体访问控制协议

4.5.2令牌总线媒体访问控制协议

1.EEE802.4MAC帧格式

IEEE802.4标准规定了令牌总线媒体访问控制(MAC)子层、物理层(PHY)所使用的格式和协议,以及连接令牌总线物理媒体的方法,媒体访问协调所有连接的站点对共享媒体的使用。令牌总线的MAC帧具有如图4.17所示的一般格式。
帧校验序列FCS使用32位CRC码,校验范围为SD与ED之间的帧内容。数据字段有三类,即LLC协议数据单元、MAC管理数据和用于MAC控制帧的数据。在SD和ED之间的字节数应少于8191。另外还有异常终止序列格式,仅由SD和ED两个字节组成。

2.EEE802.4的媒体访问控制功能

逻辑环上的每个站点由三个地址决定它的位置,即本站地址Ts、前趋地址Ps和后继地址Ns。前趋地址Ps和后继地址NS可以动态地设置和保持。
　　(1)令牌传递算法。逻辑环按递减的站地址次序组成,刚发完帧的Ts站将令牌传递给后继NS站,后继NS站应立即发送数据或令牌帧,Ts站监昕到总线上的信号,便可确认后继站已获得令牌。
①Ts站在发送完数据帧后,发出带有地址DA =NS的令牌传递给下一个站,DA为目的地址。Ts站监昕总线,若监测到的信息为有效帧,则传递令牌成功。
②若Ts站未监测到总线上的有效帧,且已超时,则重复前一步骤。
③此后若Ts站仍未监测到有效帧,即第二次令牌传递仍然失败,则原发送站判定后继站有故障,就发"Who Follows", MAC控制帧,并将它的后继地址NS放在数据字段中。所有站与该地址相比较,若某站的前趋站是发送站的后继站,则该站发送个"Set-Successor" MAC控制帧来响应"Who Follows"帧,在"Set Successor"帧中带有该站的地址,于是该站点取得令牌。如此,便将有故障的站点排除在逻辑环之外,建立了一个新的连接次序。然后返回第①步。
④如Ts站未监听到响应"Who Follows"控制帧的"Set Successor"帧,则重复第③步,
再发"Who Follows"帧。
⑤如果第二次"Who Follows"帧发出后,仍得不到响应,则该站就尝试另一策略来重建逻辑环,即再发送请求后继站"Solicit Successor 2"MAC控制帧,并将本站地址作为DA和SA放入控制帧内,询问环中哪一个站要响应它。收到该询问请求后就会有站点响应。然后,使用响应窗口处理算法来重新建立逻辑环。最后返回第①步。
⑥如果发送"Solicit Successor 2"路。控制帧后仍无响应,则断定发生了故障。此时,就需要维护逻辑环，使其重新开始工作。
　　(2)插入环算法。逻辑环上的每个站点应周期性地使新的站有机会插入环中。当同时有几个站要插入时,可以采用带有响应窗口的争用处理算法。
(3)退出环算法。方案一:要退出环的Ts站接收到令牌后,发送一个设置后继" Set Successor" MAC控制帧给Ps站,设置后继站为Ns,并将令牌传递给Ns站。
方案二:要退出环的Ts站拒绝接收PS站发出的"Who Follows" MAC控制帧,而让Ns站去响应。
　　(4)逻辑环的初始化操作。初始化操作实质上是增加新站的一个特例,其操作过程如下:每个站设置一个环不活动计时器。当某个站的环不活动计时器超时,则发一个请求令牌"Claim Token" MAC控制帧,控制帧带有一个数据字段,其长度取决于站地址的高二位。类似于站插入环的操作,当多个站同时试图进行初始化操作时,用基于地址的争用算法,争用结果只能允许一个站获得令牌。