令牌总线 令牌总线: 物理上为总线结构,利用802.3广播电缆的可靠性 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 生冲突,从而具有环网能确知最坏情况的特性 前页后页退出
前页 后页 退出 令牌总线 • 令牌总线： –物理上为总线结构，利用802.3广播电缆的可靠性 –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 2030405060 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) 前页后页退出
前页 后页 退出 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 前页后页退出
前页 后页 退出 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: 前页后页退出
前页 后页 退出 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。 前页后页退出
前页 后页 退出 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。 前页后页退出
前页 后页 退出 • 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 前页后页退出
前页 后页 退出 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 前页后页退出
前页 后页 退出 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 前页后页退出
前页 后页 退出 –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 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,它就给出错站点的前方站点发送 个 SET SUCCESSOR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。 前页后页退出
前页 后页 退出 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，它就给出错站点的前方站点发送 一个SET_SUCCESSOR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