第7章計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)7.1局域網(wǎng)概述7.2IEEE802標(biāo)準(zhǔn)7.3以太網(wǎng)Ethernet7.4令牌環(huán)局域網(wǎng)TokenRing

7.5令牌總線局域網(wǎng)TokenBus7.6光纖分布式數(shù)據(jù)接口FDDI7.7分布隊(duì)列雙總線DQDB7.8小結(jié)習(xí)題7.l局域網(wǎng)概述局域網(wǎng)是一個(gè)在一定區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，該區(qū)域內(nèi)的各種通信設(shè)備互連在一起進(jìn)行通信。介質(zhì)訪問(wèn)控制方法主要有以下三種：載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)沖突檢測(cè)（CSMA/CD）方法令牌總線（TOkenBus）方法令牌環(huán)(TokenRing）方法常見(jiàn)的局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有星型、總線型、環(huán)型和樹(shù)型等。7.2IEEE802標(biāo)準(zhǔn)7.2.1IEEE802標(biāo)準(zhǔn)IEEE802標(biāo)準(zhǔn)指由IEEE802委員會(huì)制定的局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)覆蓋了OSI模型的第1層、第2層的功能以及第3層的部分功能。IEEE802標(biāo)準(zhǔn)與OSI模型層次間的關(guān)系。見(jiàn)圖7-1。802標(biāo)準(zhǔn)具有較強(qiáng)的模塊性，有關(guān)局域網(wǎng)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)有：標(biāo)準(zhǔn)局域網(wǎng)的概述，體系結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)互連的標(biāo)準(zhǔn)；標(biāo)準(zhǔn)邏輯鏈路控制協(xié)議；標(biāo)準(zhǔn)總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)CSMA/CD訪問(wèn)協(xié)議；標(biāo)準(zhǔn)總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，令牌傳遞訪問(wèn)控制協(xié)議；標(biāo)準(zhǔn)環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，令牌傳遞訪問(wèn)控制協(xié)議；標(biāo)準(zhǔn)都市網(wǎng)（MAN）訪問(wèn)控制協(xié)議；標(biāo)準(zhǔn)寬帶技術(shù)協(xié)議；標(biāo)準(zhǔn)光纖網(wǎng)協(xié)議；標(biāo)準(zhǔn)綜合（話音、數(shù)據(jù)）網(wǎng)訪問(wèn)控制協(xié)議；標(biāo)準(zhǔn)可互操作的局域網(wǎng)的安全協(xié)議。標(biāo)準(zhǔn)無(wú)線局域網(wǎng)協(xié)議。標(biāo)準(zhǔn)100VG-AnyLAN7.2.2局域網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層由IEEE802標(biāo)準(zhǔn)局域網(wǎng)模型可知，局域網(wǎng)中數(shù)據(jù)鏈路層分為媒體訪問(wèn)控制子層和邏輯鏈路控制子層，與之相對(duì)應(yīng)的幀是MAC幀和LLC幀。在LLC子層，當(dāng)高層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU傳到LLC子層時(shí)，LLC子層會(huì)把PDU加上頭部構(gòu)成LLC幀，再向下傳遞給MAC子層；同樣，MAC子層把LLC幀作為MAC的數(shù)據(jù)字段，加上頭部和尾部構(gòu)成MAC幀。1.LLC子層LLC是邏輯鏈路層的上一個(gè)子層。標(biāo)準(zhǔn)定義了LLC子層的服務(wù)與協(xié)議。（l）LLC子層的服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)SAP在一個(gè)站的LLC層上面一般設(shè)有多個(gè)服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)SAP，因?yàn)橐粋€(gè)站中可能同時(shí)有多個(gè)進(jìn)程在運(yùn)行，與其他的一些進(jìn)程進(jìn)行通信，當(dāng)一個(gè)LLC層有很多的服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)時(shí)，不同的用戶可以使用不同的SAP，在一個(gè)局域網(wǎng)上互不干擾地同時(shí)工作。所以多個(gè)SAP可以復(fù)用一條數(shù)據(jù)鏈路，以便向多個(gè)過(guò)程提供服務(wù)。但是要注意的是，一個(gè)用戶可以同時(shí)使用多個(gè)服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)，而一個(gè)服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)在一個(gè)時(shí)間只能為一個(gè)用戶使用。（2）LLC子層提供的服務(wù)LLC子層向上一層提供的服務(wù)有四種操作類(lèi)型：①類(lèi)型1（LLC1）：不確認(rèn)的無(wú)連接服務(wù)。②類(lèi)型2（LLC2）；面向連接服務(wù)。③類(lèi)型3（LLC3）：確認(rèn)的無(wú)連接服務(wù)。④類(lèi)型4（LLC4）：高速傳送服務(wù)（城域網(wǎng)專(zhuān)用）。（3）LLC的幀結(jié)構(gòu)LLC幀是在HDLC幀的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上發(fā)展的，LLC幀分為信息幀、監(jiān)控幀和無(wú)編號(hào)幀。由于LLC幀還要封裝在MAC幀中，所以它沒(méi)有標(biāo)志字段和幀校驗(yàn)序列字段。LLC的幀結(jié)構(gòu)共有四個(gè)字段，即目的服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)DSAP字段、源服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)SSAP字段、控制字段和數(shù)據(jù)字段。2.MAC子層MAC子層主要是解決網(wǎng)上各節(jié)點(diǎn)爭(zhēng)用共享介質(zhì)的問(wèn)題，在IEEE802系列標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)于不同的局域網(wǎng)，其MAC子層是不同的，也具有不同的MAC幀格式。7.3以太網(wǎng)Ethernet以太網(wǎng)是局域網(wǎng)里使用最多的一種網(wǎng)絡(luò)模型，用一條無(wú)源總線將局域網(wǎng)的所有用戶連接起來(lái)實(shí)現(xiàn)通信，是總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所以也稱為總線局域網(wǎng)。在以太網(wǎng)中的每一個(gè)站，都有自己的網(wǎng)絡(luò)接口卡(NIC，networkinterfacecard)簡(jiǎn)稱網(wǎng)卡。網(wǎng)卡通常安裝在站內(nèi)，并且提供該站的6位物理地址，這個(gè)號(hào)碼是惟一的。以太網(wǎng)采用的媒體訪問(wèn)控制方法為標(biāo)準(zhǔn)的載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)/沖突檢測(cè)（CSMA/CD）技術(shù)。在標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了總線網(wǎng)的CSMA／CD訪問(wèn)方法和物理層技術(shù)規(guī)范。其數(shù)據(jù)傳輸速率一般為1～100Mbps，有的甚至可以達(dá)到1000Mbps。定義了兩種類(lèi)型：基帶和寬帶將基帶分成5類(lèi)不同的標(biāo)準(zhǔn)，分別是：10Base5，10Base2，10Base-T，1base5，100Base-T。其中，前面的數(shù)字（10，1，100）表示數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾?，單位是Mbps。最后的數(shù)字或字母（如5，2，1，或T）表示最大電纜長(zhǎng)度或電纜類(lèi)型。僅僅規(guī)定了一種類(lèi)型的寬帶標(biāo)準(zhǔn)：10Broad36。同樣，前面的數(shù)字（10）表示數(shù)據(jù)速率，最后的數(shù)字表示最大電纜長(zhǎng)度。7.3.1媒體訪問(wèn)控制方法CSMA/CD為了減少線路資源的消耗，在數(shù)據(jù)傳遞時(shí)，盡量采用信道共享技術(shù)。但是當(dāng)兩個(gè)或更多的用戶在一個(gè)信道上無(wú)規(guī)則的發(fā)送信息時(shí)，就可能造成信號(hào)重疊，彼此的信號(hào)被破壞。稱為沖突（Collision）載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)/沖突檢測(cè)（CSMA/CD。CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection）。1.CSMA/CD工作原理每站在發(fā)送數(shù)據(jù)前要先進(jìn)行載波監(jiān)聽(tīng)，監(jiān)聽(tīng)信道是否空閑，若信道空閑，則發(fā)送數(shù)據(jù)，這樣能夠減少發(fā)生沖突的概率；但由于存在傳播時(shí)延，沖突還有可能發(fā)生，為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)沖突，采取邊發(fā)送邊監(jiān)聽(tīng)的方式，一旦監(jiān)聽(tīng)到?jīng)_突，便立即停止發(fā)送，并在短時(shí)間內(nèi)連續(xù)向總線上發(fā)送一串阻塞信號(hào)強(qiáng)化沖突，通知總線上各站有沖突發(fā)生，使得沖突雙方立即停止發(fā)送，隨機(jī)退避一段時(shí)間后再發(fā)送，這種邊發(fā)邊聽(tīng)的功能稱為沖突檢測(cè)。因此這種CSMA/CD協(xié)議被形象地稱為“先聽(tīng)后講，邊講邊聽(tīng)”。在CSMA/CD方式中，如果沖突檢測(cè)電路檢測(cè)出了沖突，就要退避等待一段時(shí)間然后重發(fā)原來(lái)的數(shù)據(jù)幀。如果網(wǎng)絡(luò)負(fù)載比較重時(shí)，沖突過(guò)的數(shù)據(jù)幀的重發(fā)也可能再次引起沖突，甚至出現(xiàn)多次沖突。為了避免這種情況的發(fā)生，經(jīng)常采用錯(cuò)開(kāi)各站的重發(fā)時(shí)間的辦法來(lái)解決，重發(fā)時(shí)間的控制就是沖突退避算法問(wèn)題。經(jīng)常使用的計(jì)算重發(fā)時(shí)間間隙的算法是二進(jìn)制指數(shù)退避算法，實(shí)質(zhì)上就是根據(jù)沖突的狀況，估計(jì)網(wǎng)上信息量而決定本次應(yīng)等待的時(shí)間。3.802.3MAC幀格式MAC幀是MAC子層實(shí)體間交互的協(xié)議數(shù)據(jù)單元。7.3.2以太網(wǎng)（Ethernet）的類(lèi)型1.粗纜以太網(wǎng)（ThickEthernet）IEEE802.3第1個(gè)定義的標(biāo)準(zhǔn)就是10BASE5，粗纜以太網(wǎng)（ThickEthernet）又稱粗電纜網(wǎng)（Thicknet）。10BASE5是總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的局域網(wǎng)，傳輸速率10Mbps，使用基帶信號(hào)傳輸，一個(gè)網(wǎng)段的最大長(zhǎng)度是500m。如果利用網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備可以突破局域網(wǎng)的限制。然而，由于沖突等原因，最多可連接5個(gè)網(wǎng)段，總的網(wǎng)段長(zhǎng)度不超過(guò)2500m。m（每個(gè)網(wǎng)段最多200個(gè)工作站）。電纜的兩端安置了防止電子信號(hào)回音的電子終端，因?yàn)橥档幕仨憰?huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤信號(hào)并導(dǎo)致混亂。見(jiàn)圖7-8所示。圖7-8Ethernet網(wǎng)段連接2.細(xì)纜以太網(wǎng)（ThinEthernet）IEEE802.3第2個(gè)定義的標(biāo)準(zhǔn)就是10BASE2，細(xì)纜以太網(wǎng)（ThinEthernet）又稱細(xì)電纜網(wǎng)（Thicknet）。10BASE2是總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的局域網(wǎng)，傳輸速率10Mbps，使用基帶信號(hào)傳輸，一個(gè)網(wǎng)段的最大長(zhǎng)度是185m。細(xì)纜以太網(wǎng)與粗纜以太網(wǎng)相比，細(xì)纜以太網(wǎng)的成本低，但網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍小。10BASE2的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)見(jiàn)圖7-9。中繼器BNC-T3.雙絞線以太網(wǎng)（Twisted-PairEthernet）系列里最流行的標(biāo)準(zhǔn)就是10BASE-T，又稱雙絞線以太網(wǎng)。雙絞線以太網(wǎng)是一個(gè)星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的局域網(wǎng)，采用無(wú)屏蔽雙絞線代替了同軸電纜。支持10Mbps的數(shù)據(jù)速率，hub到工作站的最遠(yuǎn)距離可以達(dá)到100m。工作站與Hub之間采用8線無(wú)屏蔽雙絞線線纜連接，線纜的兩端采用RJ-45連接器。見(jiàn)圖7-10。圖7-1010BASE-T拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)Hub每個(gè)工作站都要包含一個(gè)網(wǎng)卡（NIC），用不超過(guò)100m的4對(duì)無(wú)屏蔽雙絞線（UTP），將工作站連接到10BASE-THub上。在局域網(wǎng)中，10BASE-T的組網(wǎng)是最容易的。①交換以太網(wǎng)（SwitchedEthernet）交換以太網(wǎng)（SwitchedEthernet）與10BASE-T的性能類(lèi)似，10BASE-TEthernet是一個(gè)共享媒體的網(wǎng)絡(luò)，盡管它的邏輯拓?fù)涫强偩€型的，但是它的物理拓?fù)涫切切偷摹．?dāng)一個(gè)站將幀到發(fā)送Hub時(shí)，該幀是發(fā)送到所有的端口，任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)都能接收到，這樣，在任何時(shí)刻都只能是一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)，如果有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)都試圖要發(fā)送數(shù)據(jù)就會(huì)產(chǎn)生沖突。然而，如果用交換機(jī)替代Hub，則可以將所發(fā)送的幀直接通過(guò)交換機(jī)發(fā)送到目的節(jié)點(diǎn)，這也意味著交換機(jī)可以在接收一個(gè)幀的同時(shí)，從另一個(gè)節(jié)點(diǎn)接收另一個(gè)幀，并將其發(fā)送到最終的目的節(jié)點(diǎn)。這樣從理論上來(lái)說(shuō)是不會(huì)有沖突的。見(jiàn)圖7-11。圖7-11使用交換機(jī)的以太網(wǎng)交換機(jī)②快速以太網(wǎng)（FastEthernet）快速以太網(wǎng)（FastEthernet）是100Mbps數(shù)據(jù)速率的以太網(wǎng)，相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)而言，幀的格式?jīng)]有改變，訪問(wèn)控制方法沒(méi)有改變。僅僅有兩點(diǎn)發(fā)生了變化，一是MAC子層的數(shù)據(jù)速率，二是沖突域。數(shù)據(jù)速率增加了10倍，沖突域減小了10倍。在物理層，規(guī)定了快速以太網(wǎng)采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，類(lèi)似于10BASE-T。7.4令牌環(huán)局域網(wǎng)TokenRing令牌環(huán)（TokenRing)網(wǎng)是一種共享媒體的多點(diǎn)介質(zhì)訪問(wèn)式網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)令牌（Token）來(lái)對(duì)網(wǎng)絡(luò)各個(gè)站點(diǎn)的介質(zhì)訪問(wèn)進(jìn)行控制，因而不會(huì)產(chǎn)生任何沖突。所謂令牌，是一個(gè)非常小的、惟一的而且可以立即被識(shí)別的幀。令牌環(huán)網(wǎng)非常適合在重載下高效工作，因?yàn)樵诃h(huán)網(wǎng)中每個(gè)站依次截獲令牌發(fā)送數(shù)據(jù)，整個(gè)環(huán)網(wǎng)不會(huì)出現(xiàn)碰撞而降低效率，而且環(huán)網(wǎng)為固定路徑傳輸，無(wú)需路由選擇。令牌環(huán)網(wǎng)中的站點(diǎn)使用一個(gè)NIC來(lái)連接，一個(gè)站點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，僅可直接發(fā)送給它的鄰居，若想要給環(huán)中的另一個(gè)站點(diǎn)發(fā)送信息，必須經(jīng)過(guò)兩個(gè)站點(diǎn)間的所有接口，采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的方式。7.4.l令牌環(huán)的工作原理環(huán)形網(wǎng)是由許多干線耦合器（也稱轉(zhuǎn)發(fā)器或環(huán)接口）用點(diǎn)到點(diǎn)鏈接成單向環(huán)路，然后每一個(gè)干線耦合器再和一個(gè)終端或計(jì)算機(jī)連在一起。令牌環(huán)是使用一種稱為令牌的特殊幀沿著環(huán)網(wǎng)循環(huán)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)?。?dāng)令牌到達(dá)某個(gè)站點(diǎn)時(shí)，若該站點(diǎn)沒(méi)有數(shù)據(jù)發(fā)送，則將令牌轉(zhuǎn)給其鄰居。當(dāng)一個(gè)站要發(fā)送數(shù)據(jù)幀時(shí)，就申請(qǐng)令牌，等待空令牌通過(guò)本站，然后將空令牌改為忙令牌，緊跟著忙令牌之后，把數(shù)據(jù)帖發(fā)送到環(huán)網(wǎng)上。由于令牌是忙狀態(tài)，其它站必須等待而不能發(fā)送幀，因此，也就不可能產(chǎn)生沖突。于是這個(gè)幀就在環(huán)中游歷，每個(gè)站點(diǎn)檢查該幀的目的地址，若目的地址與當(dāng)前站點(diǎn)的地址不匹配，則該站點(diǎn)將幀轉(zhuǎn)發(fā)給其鄰居；如果地址符合，說(shuō)明是發(fā)送給本站的，則將幀拷貝到本站的接收緩沖器中，在幀內(nèi)設(shè)置一些狀態(tài)位，同時(shí)將幀送回到環(huán)上，使幀繼續(xù)沿環(huán)傳送，直到它最終到達(dá)發(fā)送幀的站點(diǎn)。這個(gè)站點(diǎn)將該數(shù)據(jù)幀移去，重新放出令牌，該令牌在環(huán)網(wǎng)中循環(huán)傳遞。令牌環(huán)的工作過(guò)程見(jiàn)圖7-12。從上圖中可以看出，一是令牌環(huán)的數(shù)據(jù)傳輸比以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸更有序。每個(gè)站點(diǎn)都知道它何時(shí)可以發(fā)送并且只可以發(fā)送給其鄰居，因此不存在因沖突而導(dǎo)致的帶寬浪費(fèi)；二是每個(gè)站點(diǎn)均參與了令牌或數(shù)據(jù)幀的行程安排，一個(gè)站點(diǎn)的失效會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)失效；三是因?yàn)橐粋€(gè)工作站在發(fā)送前必須等待空令牌到來(lái)，所以在網(wǎng)絡(luò)輕載時(shí)，效率很低，在重載時(shí)各站訪問(wèn)機(jī)會(huì)均等，因此效率較高。a.令牌在環(huán)網(wǎng)中流動(dòng)b.站A得到令牌，向C發(fā)送數(shù)據(jù)BCDATBCDAAtoCc.C站拷貝幀并繼續(xù)將數(shù)據(jù)在環(huán)網(wǎng)中傳輸d.站A收回所發(fā)數(shù)據(jù)重新發(fā)出令牌數(shù)據(jù)ADCBAtoCCDABT7.4.2優(yōu)先權(quán)（Priority）和預(yù)約(Reservation）通常，如果令牌已經(jīng)被釋放，那么在環(huán)網(wǎng)上的下一個(gè)站就可以得到令牌發(fā)送數(shù)據(jù)。然而，在模式中，另一種選擇是可能的，就是忙令牌能夠被等待傳輸?shù)恼绢A(yù)約，而不管那個(gè)站在環(huán)網(wǎng)上什么位置。這是因?yàn)槊總€(gè)站都有一個(gè)優(yōu)先級(jí)編碼，等待傳輸?shù)恼究梢酝ㄟ^(guò)在上一個(gè)傳輸?shù)牧钆茙驍?shù)據(jù)幀的訪問(wèn)控制字段（AC）里，填入它自己的優(yōu)先級(jí)編碼的方法，預(yù)約得到下一個(gè)令牌。如果一個(gè)站的優(yōu)先級(jí)較高，則它可以取下優(yōu)先級(jí)編碼較低的站的預(yù)約，而換上它自己的優(yōu)先級(jí)編碼，這樣，優(yōu)先級(jí)編碼較高的站就可以先得到空閑的令牌，發(fā)送數(shù)據(jù)。7.4.3幀結(jié)構(gòu)令牌環(huán)協(xié)議規(guī)定了3種類(lèi)型的幀：數(shù)據(jù)/命令幀、令牌幀和異常中斷幀。l.數(shù)據(jù)/命令幀數(shù)據(jù)/命令幀能夠攜帶PDU，既可以攜帶用戶數(shù)據(jù)又可以攜帶管理命令，因此將其稱為數(shù)據(jù)/命令幀。共有九個(gè)字段，包括起始標(biāo)志（SD）字段，訪問(wèn)控制（AC）字段，幀控制（FC）字段，目的地址（DA）字段，源地址（SA）字段，數(shù)據(jù)字段，CRC字段，結(jié)束標(biāo)志（ED）字段和幀狀態(tài)（FS）字段。令牌幀由起始字段、訪問(wèn)控制字段和結(jié)束字段組成，共占3個(gè)字節(jié)。7.4.4監(jiān)控站在令牌環(huán)網(wǎng)中，有幾個(gè)問(wèn)題可能發(fā)生，一種情況就是，某個(gè)站可能由于疏忽而重新發(fā)送了一個(gè)令牌，或者由于噪聲的影響令牌被損壞，這樣會(huì)使得在環(huán)網(wǎng)中沒(méi)有了令牌，也沒(méi)有站可以發(fā)送數(shù)據(jù)；另一種情況是，發(fā)送站可能沒(méi)有從環(huán)網(wǎng)中取下它所發(fā)送的數(shù)據(jù)幀，或者取下數(shù)據(jù)幀后忘記釋放令牌。對(duì)于這些可能出現(xiàn)的問(wèn)題，IEEE8025提供的令牌維護(hù)機(jī)制是采取集中方式控制，每個(gè)環(huán)都有一個(gè)監(jiān)控站來(lái)管理全環(huán)路的運(yùn)作，如果監(jiān)控站出故障了，競(jìng)爭(zhēng)協(xié)議將很快地選舉另一個(gè)站為監(jiān)控站（每個(gè)站都有作為監(jiān)控站的能力，在未被選為監(jiān)控站時(shí)，稱為備用監(jiān)控站）。如果監(jiān)控站出現(xiàn)故障，必須挑選一個(gè)新的監(jiān)控站時(shí)，則具有最高地址的那一個(gè)將獲得這個(gè)權(quán)利。關(guān)鍵是如何確定哪個(gè)站點(diǎn)具有最高地址，當(dāng)環(huán)網(wǎng)中的各個(gè)站點(diǎn)發(fā)現(xiàn)沒(méi)有監(jiān)控站在正常工作，則每個(gè)站點(diǎn)都發(fā)送請(qǐng)求令牌幀來(lái)競(jìng)爭(zhēng)監(jiān)控站，當(dāng)一個(gè)站點(diǎn)收到一個(gè)請(qǐng)求令牌幀時(shí)，它將這個(gè)幀的源地址和自己的地址比較，若該幀的源地址大，該站點(diǎn)停止發(fā)送自己的幀，并重復(fù)發(fā)送其接收到的幀；反之，則將此申請(qǐng)令牌幀從環(huán)上移去，繼續(xù)發(fā)送自己的幀。因此惟一一個(gè)在環(huán)上的請(qǐng)求令牌幀是來(lái)自具有最高地址的站點(diǎn)。當(dāng)這個(gè)站點(diǎn)收到自己的請(qǐng)求令牌幀時(shí)，便知道自己被選為監(jiān)控站。若信標(biāo)幀在一規(guī)定時(shí)間內(nèi)未返回，站點(diǎn)推斷某處有故障。若站點(diǎn)收到來(lái)自另一站點(diǎn)的信標(biāo)幀，它就轉(zhuǎn)發(fā)其收到的信標(biāo)幀，最終，若存在一個(gè)斷點(diǎn)，惟一發(fā)送信標(biāo)幀的站點(diǎn)是斷點(diǎn)下游的那個(gè)站點(diǎn)。（1）保證令牌不丟失。每個(gè)監(jiān)控站都設(shè)有計(jì)時(shí)器，如果在一段時(shí)間內(nèi)超時(shí)無(wú)令牌到來(lái)，則可認(rèn)為令牌丟失，監(jiān)控站清除環(huán)路，并且發(fā)送一個(gè)新令牌。（2）清除無(wú)效幀。若某站在發(fā)出數(shù)據(jù)幀后出現(xiàn)故障，該幀就會(huì)在環(huán)路上不停地循環(huán)?？梢允褂脦械摹氨O(jiān)控位M”來(lái)檢測(cè)，在源站發(fā)出數(shù)據(jù)幀時(shí)，監(jiān)控位均為零M=0，當(dāng)幀經(jīng)過(guò)監(jiān)控站時(shí)，監(jiān)控位M被置為l。當(dāng)M=l的幀再次經(jīng)過(guò)監(jiān)拉站時(shí)，該幀即被認(rèn)為是死循環(huán)而被監(jiān)控站清除出環(huán)路。7.5令牌總線局域網(wǎng)TokenBus令牌總線網(wǎng)是一種把計(jì)算機(jī)從物理上連接為總線網(wǎng)，并按一定順序構(gòu)成一個(gè)邏輯環(huán)，使其邏輯上為環(huán)形網(wǎng)的局域網(wǎng)。7.5.1令牌總線網(wǎng)的工作原理令牌總線（TokeBus）是一種在總線拓?fù)渲欣昧钆疲═oken）作為介質(zhì)訪問(wèn)控制技術(shù)的局域網(wǎng)技術(shù)。在網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)工作站在環(huán)中均有一個(gè)指定的邏輯位置，各站根據(jù)地址連成邏輯環(huán)，在介質(zhì)訪問(wèn)控制層中，保存有一個(gè)記錄，記下邏輯環(huán)中的先趨站和后繼站，末站的后繼站就是首站，即首尾相連。與令牌環(huán)網(wǎng)相類(lèi)似，令牌是站點(diǎn)可以發(fā)送數(shù)據(jù)的必要條件，令牌在邏輯環(huán)中按地址降序的順序傳送到下一站（首尾相連處除外），其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖7-14。在邏輯環(huán)中，如果一個(gè)節(jié)點(diǎn)要發(fā)送數(shù)據(jù)必須獲得令牌，持有令牌的節(jié)點(diǎn)可以直接向總線上任意節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息。信息發(fā)送成功或達(dá)到規(guī)定時(shí)間后，源節(jié)點(diǎn)釋放令牌并交給其下游節(jié)點(diǎn)。圖7-14令牌總線網(wǎng)的結(jié)構(gòu)4576237.5.2令牌總線網(wǎng)MAC幀格式的MAC幀格式見(jiàn)圖7-15。7.5.3邏輯環(huán)的管理網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)時(shí)或邏輯環(huán)路發(fā)生故障后，都必須進(jìn)行初始化，以形成邏輯環(huán)路。其主要過(guò)程是，首先由地址最大的站產(chǎn)生令牌并且向其后繼站發(fā)送“征求后繼站1”幀，并等待一個(gè)響應(yīng)窗口時(shí)間，若在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)收到肯定的應(yīng)答信號(hào)，則該站連入環(huán)路；若在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)沒(méi)有收到肯定的應(yīng)答信號(hào)，則該站不連入環(huán)路，并繼續(xù)向下一站詢問(wèn)，一直到令牌傳到地址碼最小的站，此處如果要征求新站入環(huán)時(shí)，應(yīng)向其后繼站發(fā)送“征求后繼站2”幀，并等待二個(gè)響應(yīng)窗口時(shí)間，地址小的在第1個(gè)響應(yīng)窗口應(yīng)答，或地址大的在第2個(gè)響應(yīng)窗口應(yīng)答，但是一次只能有一個(gè)站入環(huán)。當(dāng)有某站需要從環(huán)路中退出時(shí)，該站要發(fā)“設(shè)置后繼站幀”，把該站的后繼站連接到其前趨站，就可以退環(huán)，使環(huán)路中剩下的站仍是一個(gè)正常的工作環(huán)路。7.6光纖分布式數(shù)據(jù)接口FDDI7.6.lFDDI概述光纖分布式數(shù)據(jù)接口(FDDI，F(xiàn)iberDistributedDataInterface）是美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)ANSI和ITU-T于1982年制定的一個(gè)使用光纖作為傳輸媒體的高速局域網(wǎng)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。它支持100Mbps的數(shù)據(jù)速率，環(huán)形網(wǎng)絡(luò)距離可達(dá)100km，整個(gè)環(huán)網(wǎng)的距離為200km，連接多達(dá)500個(gè)設(shè)備。FDDI與令牌環(huán)網(wǎng)和以太網(wǎng)有共性，是一個(gè)開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。1.FDDI的特點(diǎn)（1）使用協(xié)議和的單環(huán)網(wǎng)介質(zhì)訪問(wèn)控制協(xié)議；（2）使用雙環(huán)結(jié)構(gòu)，具有自適應(yīng)能力和動(dòng)態(tài)分配帶寬的能力，支持同步和異步數(shù)據(jù)傳輸；（3）數(shù)據(jù)傳輸速率為l00Mbit/s，連網(wǎng)的站點(diǎn)數(shù)≤1000，環(huán)路長(zhǎng)度為100km；（4）使用多?；騿文９饫w作為傳輸媒體。2.FDDI網(wǎng)絡(luò)的組成FDDI是環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，為了提高環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的可靠性，防止因一段鏈路或一個(gè)站點(diǎn)出故障而影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，F(xiàn)DDI采用了自恢復(fù)的雙環(huán)連接措施，由兩個(gè)不同方向的環(huán)路相連。這樣，可以通過(guò)雙連接站使FDDI網(wǎng)絡(luò)由兩個(gè)數(shù)據(jù)傳輸方向相反的環(huán)組成，分別稱作主環(huán)和備用環(huán)。見(jiàn)圖7-16（a）。在FDDI中，在正常情況下，只有一個(gè)環(huán)路工作，數(shù)據(jù)在主環(huán)上傳輸，如果一旦主環(huán)出現(xiàn)故障，F(xiàn)DDI可以自動(dòng)重新配置，利用備用環(huán)繼續(xù)傳輸。從而使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)能夠繼續(xù)工作。見(jiàn)圖7-16（b）。3.FDDI的結(jié)構(gòu)典型的FDDI作主干網(wǎng)互連多個(gè)局域網(wǎng)的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖7-17所示。FDDI局域網(wǎng)FDDI局域網(wǎng)FDDI局域網(wǎng)路由器FDDI主干網(wǎng)7.6.2FDDI的協(xié)議結(jié)構(gòu)FDDI標(biāo)準(zhǔn)將傳輸功能分成4部分協(xié)議：物理媒體相關(guān)子層（PMD,Physicalmediumdependent）；物理層（PHY,Physical）；媒體訪問(wèn)控制子層（MAC,Mediumaccesscontrol）；邏輯鏈路控制（LLC,Logicallinkcontrol），這些協(xié)議相當(dāng)于OSI模型的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。l.邏輯鏈路控制子層LLCLLC層類(lèi)似于協(xié)議的定義。MACMAC定義了訪問(wèn)媒體的方式，包括定義令牌協(xié)議、令牌和數(shù)據(jù)幀的格式、令牌和幀的操作方式、令牌管理、地址選擇、差錯(cuò)檢測(cè)和恢復(fù)等服務(wù)。7.7分布隊(duì)列雙總線DQDB分布式隊(duì)列雙總線（DQDB，DistributedQueueDualBus）是由分委員會(huì)制定的城域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。DQDB是在一個(gè)較大的地理范圍內(nèi)提供綜合服務(wù)，并提供電路交換和分組交換服務(wù)。DQDB使用雙總線結(jié)構(gòu)，每條總線都可以獨(dú)立運(yùn)行；使用多種傳輸媒體，包括光纖、微波和同軸電纜等；數(shù)據(jù)速為34～155Mbbit/s或更高。范圍160km、數(shù)據(jù)率150Mbit/s7.7.1DQDB的組成及訪問(wèn)方法DQDB采用雙總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)中的每一個(gè)設(shè)備都連接到兩個(gè)主干線上，由兩個(gè)傳輸方向相反的單向總線和連接在雙總線上共享總線帶寬的多個(gè)節(jié)點(diǎn)組成，訪問(wèn)這些連接不用像802.3那樣需要征得競(jìng)爭(zhēng)雙方的同意，也不需要得到令牌才能發(fā)送數(shù)據(jù)，因?yàn)镈QDB采用了雙總線結(jié)構(gòu)。DQDB允許任何節(jié)點(diǎn)間使用全雙工通信，但是，一個(gè)給定的節(jié)點(diǎn)同另一個(gè)節(jié)點(diǎn)通信時(shí)，必須知道應(yīng)使用哪條總線。否則，所有的信息必須同時(shí)向兩條總線發(fā)送，以確保信息的傳遞。其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)見(jiàn)圖7-20。5421BusB3BusA7.7.2節(jié)點(diǎn)的接入控制DQDB子網(wǎng)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)由一個(gè)訪問(wèn)單元AU（AccessUnit）和與AU相連的兩條總線構(gòu)成?？偩€通過(guò)連接在總線中的一個(gè)字節(jié)長(zhǎng)的移位寄存器與AU連接，AU可對(duì)其內(nèi)容進(jìn)行讀取和判斷處理，或?qū)懭胄畔?。為了使一個(gè)節(jié)點(diǎn)讀數(shù)據(jù)不受該節(jié)點(diǎn)寫(xiě)數(shù)據(jù)的影響，必須在邏輯上使讀功能先于寫(xiě)功能，并且訪問(wèn)單元AU對(duì)總線進(jìn)行寫(xiě)操作時(shí)，使用“OR寫(xiě)”過(guò)程?？偩€兩端的AU稱為頭部AU，分別在兩條總線上連續(xù)發(fā)送53字節(jié)長(zhǎng)的空信元（Cell），總線發(fā)送空信元的一端稱上游，它的另一端稱下游。只能從上游AU往下游AU發(fā)送數(shù)據(jù)或信息。例如，在圖7-20中，AU3通過(guò)BusA向AU5發(fā)數(shù)據(jù)；AU5通過(guò)BusB向AU2發(fā)數(shù)據(jù)。在AU中的每個(gè)總線方向上都有2個(gè)計(jì)數(shù)器，申請(qǐng)計(jì)數(shù)器RC和遞減計(jì)數(shù)器DC。RC中的值表示該AU的下游單元申請(qǐng)了多少個(gè)空信元，DC中的值表示下游單元還有多少個(gè)申請(qǐng)空信元未得到服務(wù)。下游AU可以優(yōu)先獲得空信元。DQDB還存在一個(gè)可靠性問(wèn)題，即總線中斷后網(wǎng)絡(luò)不能工作。解決的辦法是將雙總線改為雙環(huán)，見(jiàn)圖7-22。3a.雙環(huán)形DQDBBusA234BusABusA1BusBb.出現(xiàn)故障的雙環(huán)形DQDB

BusB3BusABusABusA421BusA7.8小結(jié)局域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸速率高，短距離，誤碼率低。介質(zhì)訪問(wèn)控制方法主要有載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)沖突檢測(cè)（CSMA/CD）方法，令牌總線（TOkenBus）方法，令牌環(huán)(TokenRing）方法。IEEE802委員會(huì)制定了802標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)覆蓋了OSI模型的第1層、第2層的功能以及第3層的部分功能。在IEEE802標(biāo)準(zhǔn)中，把數(shù)據(jù)鏈路層分成邏輯鏈路控制LLC子層和介質(zhì)訪問(wèn)控制MAC子層。邏輯鏈路控制子層LLC的主要功能是提供一個(gè)或多個(gè)兩相鄰層之間的邏輯接口，介質(zhì)訪問(wèn)控制子層（MAC）的主要功能是發(fā)送時(shí)將數(shù)據(jù)組成幀，接收時(shí)拆卸幀，同時(shí)管理鏈路上的通信。以太網(wǎng)是用一條無(wú)源總線將局域網(wǎng)的所有用戶連接起來(lái)實(shí)現(xiàn)通信，是總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所以也稱為總線局域網(wǎng)。令牌環(huán)網(wǎng)中的站點(diǎn)使用一個(gè)NIC來(lái)連接，一個(gè)站點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，僅可直接發(fā)送給它的鄰居，若想要給環(huán)中的另一個(gè)站點(diǎn)發(fā)送信息，必須經(jīng)過(guò)兩個(gè)站