文档介绍：令牌总线
令牌总线:
物理上为总线结构,
逻辑上为环网:所有的站点组成一个环,每个站点按序分配一个逻辑地址。每个站点都知道在它前面和后面的站地址,最后一个站点后面相邻的站点是第一个站点。
逻辑环初始化后,站号(站地址)最大的站点可以发送第一帧。此后,该站点通过发送称为令牌的特殊控制帧给紧接其后的邻站,把发送权传给它。令牌绕逻辑环传送,只有令牌持有者才能够发送帧。因为任一时刻只有一个站点拥有令牌,所以不会产生冲突,从而具有环网能确知最坏情况的特性。
总线
40
20
30
40
50
60
逻辑环(站点20、40不在环中)
令牌总线配置(图中总线上站点按物理地址排序,标准中并未如此规定)
令牌总线:MAC协议
访问控制
环初始化:当网络开始运行时,或者在逻辑环损坏后,它必须重新初始化。需要某种协同的、分布式算法来找出谁是第一个站、谁是第二个站等等以构成一个逻辑环。
插入环:定期给尚未加入环的站点以机会,将它们插入到逻辑环中的适当位置。
退出环:站点能把自己从环中删除。
环恢复:由于传输错误或站点故障而将令牌丢失时,需要一些恢复的办法。
令牌总线:插入环
插入环:
令牌持有者会定期发送征求后继帧,给出发送者以及后继者的地址。在这两个地址之间的站点可申请加入环。
令牌持有者发送征求后继帧后等待一个“响应窗口”或者时槽时间(等于媒体上两个相距最远的站点来回传输的时间)。如果无站点要求加入,该站点继续进行正常的工作,把令牌传给后继节点。如果正好有一个站点希望加入,则该站点被插入环中,成为当前令牌持有者的后继站点,并将令牌传给它。
多个站点要求加入,帧会因冲突而作废,令牌持有者会发现出现了冲突:
令牌总线:插入环
插入环(续)
冲突解决:基于地址的竞争方案
令牌持有者发出一个解决竞争帧并等待4个“响应窗口”,每个请求者将按照自己地址的前两位在这4个窗口中的某一个中响应。如果一个请求者在属于它的时间窗到来之前监听到任何响应,它就抑制自己的要求。
如果令牌持有者收到一个有效的置后继帧,则该站点被插入环中,成为当前令牌持有者的后继站点;否则,它就要再试一次,而且只有那些在第一轮中响应过的站点被允许在本轮再次响应。这时是按照它们地址的第二个2位位组进行响应的。这一过程继续下去,令牌持有者收到一个有效的置后继帧、无响应或者已到达站点地址的最末位为止。如果是后两种情况,令牌持有者将停止重试并传送令牌。
令牌总线:离开环
离开环:
当令牌传到它手上时,向它的前方站点发出一个包括其后继地址的置后继帧,这会使其前任更新它的后继站点地址;然后它再将令牌传给它的后继站点。
在令牌的下一次轮转中,退出站点的前方站点将会把令牌传给退出站点的后继。收到令牌的站点将其前方站点地址更新为传给它令牌的那个站点的MAC地址,这样退出的站点就被排除在环之外了
令牌总线:环初始化
当LAN刚开始运行或令牌丢失,一个或多个站点在一段时间内没有监测到任何环活动,开始环初始化过程
发出一个申请令牌帧,如果没有听到任何竞争者竞争令牌,它就产生一个令牌,建立一个只包括它自己的环。
如果有竞争则通过比较各个申请令牌帧的数据字段的长度进行处理:
申请令牌者发出一个申请令牌帧,该帧的数据字段长度根据该站点地址的头两位的值分别设置为“响应窗口”的0倍、2倍、4倍或6倍。
发出申请令牌帧后,如果站点听到媒体上仍有别的站在发送,这表明本站的帧长度较短,它便放弃申请(别的站点发出一个比它更长的申请令牌帧)。否则它重新尝试,这次根据它地址的第2个2位位组来选择帧长。当所有地址位都用来作过比较后,在最后一轮竞争中获得成功的站点就成为令牌持有者,然后逐步向环中加入站点便可重建环。
令牌总线:环恢复
如果发生传输或硬件错误,逻辑环或令牌就可能出现故障
比如站点想向已经关闭的站点发送令牌
令牌传出之后,该站点观察其后继站点是否传出一帧或者交出令牌。如果二者均未发生,那么原令牌持有者就再次递交令牌。
如果第二次仍然失败,站点发送WHO_FOLLOWS帧,该帧中指明了其后继站点的地址。当出错站点的后继站点看到WHO_FOLLOWS帧中给出的地址为自己的前方站点地址时,ESSOR帧以作为响应,申明自己将成为新的后继站点。这样出错的站点就从环中移走。