第5章 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(yīng)重負(fù)荷應(yīng)用環(huán)境；
（2）無(wú)實(shí)時(shí)性能和優(yōu)先權(quán)機(jī)制；
（3）在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)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(wú)法進(jìn)一步拓展。
2.環(huán)網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)：
（1）適應(yīng)重負(fù)荷應(yīng)用環(huán)境；
（2）具有實(shí)時(shí)性能和優(yōu)先權(quán)機(jī)制；
（3）環(huán)網(wǎng)的媒體可以使用光纖；
（4）覆蓋范圍較大，可達(dá)數(shù)十公里。
5.2 令牌環(huán)網(wǎng)媒體訪問(wèn)技術(shù)
5.2.1 令牌環(huán)操作
（1）令牌環(huán)技術(shù)的基礎(chǔ)是使用了一個(gè)稱之為令牌的特定比特串，當(dāng)環(huán)上所有的站都處于空閑時(shí)，
令牌沿著環(huán)旋轉(zhuǎn)。
（2）當(dāng)某站想發(fā)送幀時(shí)，必須等待直至收到空令牌才可發(fā)送。
（3）在輕負(fù)荷時(shí)，效率較低；
（4）在重負(fù)荷時(shí)，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(gè)8位位組）AC訪問(wèn)控制（1個(gè)8位位組）FC幀控制（1個(gè)8位位
組）DA目的地址2~6個(gè)8位位組）SA源地址2~6個(gè)8位位組）INFO 信息0
或多個(gè)8位位組）FCS 幀檢驗(yàn)序列 (4個(gè)8位位組）ED幀尾定界符（1個(gè)8位位組）
FS幀狀態(tài)（1個(gè)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(wèn)控制（AC）
PPPTMRRR
PPP—優(yōu)先級(jí)比特，共有8級(jí)優(yōu)先級(jí)。當(dāng)某站發(fā)送優(yōu)先級(jí)為n的幀時(shí)，它必須等待，直到截獲了優(yōu)先
級(jí)比n小或者等于n的空令牌，這九保證了高優(yōu)先級(jí)的幀有更多的機(jī)會(huì)發(fā)送幀。為了避免各站將優(yōu)
先級(jí)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(lái)。
T—令牌比特：令牌時(shí)，T=0；傳輸幀時(shí)，T=1。
M—監(jiān)控比特：令牌環(huán)的維護(hù)是一種集中式管理，由一個(gè)監(jiān)控站來(lái)管理，用于防止持久的數(shù)據(jù)幀或
令牌幀，從令牌到幀時(shí)，M比特的數(shù)字轉(zhuǎn)換。
在源站發(fā)出某幀時(shí)，，M=0，當(dāng)一個(gè)幀第一次經(jīng)過(guò)監(jiān)控站時(shí)，M被置為1，當(dāng)M=1的幀再次經(jīng)過(guò)監(jiān)控
站時(shí)，該幀即被清除。
保證環(huán)路的最小時(shí)延，令牌的長(zhǎng)度為24字節(jié)，這就要求環(huán)路至少應(yīng)能容納24比特，如長(zhǎng)度不夠，
監(jiān)控站就插入延時(shí)比特。
為了保證令牌的不丟失，每個(gè)監(jiān)控站都設(shè)有一計(jì)時(shí)器，它設(shè)置為最長(zhǎng)令牌持有時(shí)間，當(dāng)在此時(shí)間
內(nèi)沒(méi)有收到令牌時(shí)，即判定令牌丟失，這時(shí)監(jiān)控站收回環(huán)路上的數(shù)據(jù)（若有），并發(fā)出一個(gè)新令
牌。
RRR—預(yù)留比特
5.幀控制（FC）
FFZZZZZZ
FF=01 LLC數(shù)據(jù)幀
FF=00 MAC控制幀
當(dāng)FF=00 時(shí)，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(méi)有幀了）
E—差錯(cuò)檢驗(yàn)比特，檢測(cè)出錯(cuò)，將E置位。
7.幀狀態(tài)（FS）
ACrrACrr
A—地址識(shí)別比特，識(shí)別出地址，將A置位，否則，將A不置位；
C—幀已復(fù)制比特，幀已復(fù)制，將C置位，否則，將C不置位；
r—預(yù)留比特，一般置為“0”。
由于幀狀態(tài)在FCS之外，因此重復(fù)一次，進(jìn)行檢錯(cuò)。
8.地址字段（MAC）
（1）源地址字段中的第一個(gè)比特總是為“0”。
目的地址中的第一個(gè)比特置成“0”，表示一個(gè)單地址；
目的地址中的第一個(gè)比特置成“1”，表示一個(gè)組地址；
全“1”的組地址是對(duì)環(huán)上所有工作的站的廣播地址。
（2）對(duì)于48比特的地址字段，將其源和目的地址字段中的第2個(gè)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(hào)8bit站編號(hào)
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(hào)32bit站編號(hào)
I/G U/L
注意：令牌環(huán)規(guī)定使用屏蔽雙絞線。
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(yīng)重負(fù)荷應(yīng)用環(huán)境；
（2）無(wú)實(shí)時(shí)性能和優(yōu)先權(quán)機(jī)制；
（3）在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)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(wú)法進(jìn)一步拓展。
2.環(huán)網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)：
（1）適應(yīng)重負(fù)荷應(yīng)用環(huán)境；
（2）具有實(shí)時(shí)性能和優(yōu)先權(quán)機(jī)制；
（3）環(huán)網(wǎng)的媒體可以使用光纖；
（4）覆蓋范圍較大，可達(dá)數(shù)十公里。
5.2 令牌環(huán)網(wǎng)媒體訪問(wèn)技術(shù)
5.2.1 令牌環(huán)操作
（1）令牌環(huán)技術(shù)的基礎(chǔ)是使用了一個(gè)稱之為令牌的特定比特串，當(dāng)環(huán)上所有的站都處于空閑時(shí)，
令牌沿著環(huán)旋轉(zhuǎn)。
（2）當(dāng)某站想發(fā)送幀時(shí)，必須等待直至收到空令牌才可發(fā)送。
（3）在輕負(fù)荷時(shí)，效率較低；
（4）在重負(fù)荷時(shí)，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(gè)8位位組）AC訪問(wèn)控制（1個(gè)8位位組）FC幀控制（1個(gè)8位位
組）DA目的地址2~6個(gè)8位位組）SA源地址2~6個(gè)8位位組）INFO 信息0
或多個(gè)8位位組）FCS 幀檢驗(yàn)序列 (4個(gè)8位位組）ED幀尾定界符（1個(gè)8位位組）
FS幀狀態(tài)（1個(gè)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(wèn)控制（AC）
PPPTMRRR
PPP—優(yōu)先級(jí)比特，共有8級(jí)優(yōu)先級(jí)。當(dāng)某站發(fā)送優(yōu)先級(jí)為n的幀時(shí)，它必須等待，直到截獲了優(yōu)先
級(jí)比n小或者等于n的空令牌，這九保證了高優(yōu)先級(jí)的幀有更多的機(jī)會(huì)發(fā)送幀。為了避免各站將優(yōu)
先級(jí)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(lái)。
T—令牌比特：令牌時(shí)，T=0；傳輸幀時(shí)，T=1。
M—監(jiān)控比特：令牌環(huán)的維護(hù)是一種集中式管理，由一個(gè)監(jiān)控站來(lái)管理，用于防止持久的數(shù)據(jù)幀或
令牌幀，從令牌到幀時(shí)，M比特的數(shù)字轉(zhuǎn)換。
在源站發(fā)出某幀時(shí)，，M=0，當(dāng)一個(gè)幀第一次經(jīng)過(guò)監(jiān)控站時(shí)，M被置為1，當(dāng)M=1的幀再次經(jīng)過(guò)監(jiān)控
站時(shí)，該幀即被清除。
保證環(huán)路的最小時(shí)延，令牌的長(zhǎng)度為24字節(jié)，這就要求環(huán)路至少應(yīng)能容納24比特，如長(zhǎng)度不夠，
監(jiān)控站就插入延時(shí)比特。
為了保證令牌的不丟失，每個(gè)監(jiān)控站都設(shè)有一計(jì)時(shí)器，它設(shè)置為最長(zhǎng)令牌持有時(shí)間，當(dāng)在此時(shí)間
內(nèi)沒(méi)有收到令牌時(shí)，即判定令牌丟失，這時(shí)監(jiān)控站收回環(huán)路上的數(shù)據(jù)（若有），并發(fā)出一個(gè)新令
牌。
RRR—預(yù)留比特
5.幀控制（FC）
FFZZZZZZ
FF=01 LLC數(shù)據(jù)幀
FF=00 MAC控制幀
當(dāng)FF=00 時(shí)，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(méi)有幀了）
E—差錯(cuò)檢驗(yàn)比特，檢測(cè)出錯(cuò)，將E置位。
7.幀狀態(tài)（FS）
ACrrACrr
A—地址識(shí)別比特，識(shí)別出地址，將A置位，否則，將A不置位；
C—幀已復(fù)制比特，幀已復(fù)制，將C置位，否則，將C不置位；
r—預(yù)留比特，一般置為“0”。
由于幀狀態(tài)在FCS之外，因此重復(fù)一次，進(jìn)行檢錯(cuò)。
8.地址字段（MAC）
（1）源地址字段中的第一個(gè)比特總是為“0”。
目的地址中的第一個(gè)比特置成“0”，表示一個(gè)單地址；
目的地址中的第一個(gè)比特置成“1”，表示一個(gè)組地址；
全“1”的組地址是對(duì)環(huán)上所有工作的站的廣播地址。
（2）對(duì)于48比特的地址字段，將其源和目的地址字段中的第2個(gè)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(hào)8bit站編號(hào)
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(hào)32bit站編號(hào)
I/G U/L
注意：令牌環(huán)規(guī)定使用屏蔽雙絞線。