基本介紹
- 中文名：令牌匯流排技術
- 外文名：Token Bus Technology
- 學科：計算機網路
- 定義：一種區域網路技術
- 標準：IEEE802.4
- 有關術語：令牌匯流排
簡介,工作狀態,幾種區域網路,
簡介
IEEE 802 指IEEE標準中關於區域網路和城域網的一系列標準。更確切的說，IEEE 802標準僅限定在傳輸可變大小數據包的網路。其中最廣泛使用的有乙太網、令牌環、無線區域網路等。這一系列標準中的每一個子標準都由委員會中的一個專門工作組負責。IEEE 802中定義的服務和協定限定在OSI模型的最低兩層（即物理層和數據鏈路層）。事實上，IEEE 802將OSI的數據鏈路層分為兩個子層，分別是邏輯鏈路控制（LLC, Logical Link Control）和介質訪問控制（MAC, Media Access Control）。
令牌匯流排技術是一種用於實現區域網路的技術，標準是IEEE802.4，IEEE 802.4令牌匯流排網在概念上可理解為一邏輯令牌環網，它提供1個任選的4級優先權控制機制：級別0(最低級)、2、4、6(最高級)。圖1是由N個站點構成的IEEE 802。4令牌匯流排網示意圖，圖中每一站點包含4個排隊緩衝區，分別表示優先權6到0。當某一工作站點接到令牌，在把令牌往下一相鄰工作站傳送前，令牌在站點內部從最高優先權傳往最低優先權。當某一級別接到令牌後，在此級別緩衝區排隊的信息將被傳送，直到隊長為0或計時器到。在最高級別6，設定1個令牌保持時間計時器，對級別4、2、0分別設有令牌循環時間計時器，當級別6接到令牌，最高優先權令牌保持時間計時器被置為最高優先權令牌保持時間。在最高優先權緩衝區內的信息開始傳送直到級別6的隊長為0或令牌保持時間到最長時間。繼而，令牌被傳至級別4.對3個較低級別分別有其各自的令牌循環時間參數。
令牌匯流排網模型
令牌匯流排網模型與CSMA/CD方法相比，令牌匯流排技術比較複雜，需要完成大量的環維護工作，包括環初始化、新結點加入環、結點從環中撤出、環恢復和優先權服務。
工作狀態
令牌匯流排是指連線在物理匯流排上的各節點組成一個邏輯環，讓一個令牌在邏輯環中按一定方向依次流動，獲得令牌的節點就取得了匯流排使用權，令牌匯流排存取控制方式限定每個節點持有令牌時間一定，保證在令牌循環一周時每個節點都有機會獲得匯流排使用權，並提供優先權服務，因此令牌匯流排存取控制方式具有較好的實時性，並且令牌匯流排區域網路(ARCNET，Attached Resource Computer NET)具有可靠性高、通信速率高、可確定的傳輸時延以及遠距離通信能力等特點，是一種理想的現場匯流排技術。
令牌匯流排網類似於令牌環網，其中，站點可與在網路上進行傳送之前，必須擁有一個令牌。但是，它們的拓撲結構和令牌傳遞方式是不同的。電氣電子工程師協會(IEEE)802．4委員會已經定義了令牌匯流排標準是寬頻網路標準，以與乙太網的基帶傳輸技術區別。令牌匯流排網路通過匯流排拓撲結構，使用75歐姆CATV同軸電纜構造。802．4標準的寬頻特性，支持在不同的信道上同時進行傳輸。寬頻電纜有較長的傳輸能力，傳輸率可達10Mbps。在生產廠房的網路中，令牌匯流排網有時採用生產自動化協定來實現。令牌按照站點地址的序列號，從一個站點傳送到另外一個站點。這個令牌實際上是按照邏輯環而不是物理環進行傳遞。在數字序列的最後一個站點將令牌返回到第一個站點。這個令牌並不遵照連線到這條電纜的工作站的物理順序進行傳遞。可能站點1在一條電纜的一端，而站點2在這條電纜的另外一端，站點3卻在這條電纜的中間。 電纜的拓撲結構可以包括被長幹線電纜連線的工作站的一些組。這些工作站從一種星形配置的集線器中分支出來，所以這個網路既是一個匯流排拓撲又是一個星形拓撲的網路。ARCNET是一個令牌匯流排網路，但是它不承認IEEE802．4標準。令牌匯流排拓撲結構的例子有“ARCNET”。令牌匯流排拓撲對於組織分離在較遠地點的用戶是很適合的。雖然在一些生產環境使用令牌匯流排結構，但是乙太網和令牌環標準卻已經在辦公室環境起著決定性的作用。
令牌匯流排主要用於匯流排形或樹形網路結構中。它的訪問控制方式類似於令牌環，但它是把總 線形或樹形網路中的各個工作站按一定順序如按接口地址大小排列形成一個邏輯環。只有令牌持有者才能控制匯流排，才有傳送信息的權力。信息是雙向傳送，每個站都可檢測到其它站 點發出的信息。在令牌傳遞時，都要加上目的地址，所以只有檢測到並得到令牌的工作站， 才能傳送信息，它不同於CSMA/CD方式，可在匯流排和樹形結構中避免衝突。 這種控制方式的優點是各工作站對介質的共享權力是均等的，可以設定優先權，也可以不設 ；有較好的吞吐能力，吞吐量隨數據傳輸速率增高而加大，連網距離較CSMA/CD方式大。缺點是控制電路較複雜、成本高，輕負載時，線路傳輸效率低。
幾種區域網路
令牌匯流排網路
令牌匯流排網路在物理匯流排上建立一個邏輯環。從物理上來看，這是一種匯流排結構的區域網路，和匯流排一樣，站點共享的傳輸介質為匯流排。但是，從邏輯上來看，是一種環型結構的區域網路，接在匯流排上的站組成一個邏輯環，每個站被賦予一個順序的邏輯位置。和令牌環類似，只有取得令牌的站點才有權傳送幀，當取得令牌的站點沒有幀需要傳送時，立刻把令牌傳送至下一站點，使令牌在邏輯環上依次傳遞。由於令牌是順序傳遞的，因此對所有的站點都有公平的訪問權。
CSMA/CD
在IEEE802.3中給出了標準定義，所謂CSMA/CD是指載波偵聽多路訪問/衝突檢測，它是一種介質訪問方式，允許兩台或者多台工作站共享一公共匯流排傳輸介質。傳送站要等待或延遲傳送，直到介質上出現一個空閒周期;而當空閒周期出現時，傳送站將一條訊息以位串的形式傳送。當由於兩台或多台工作站同時傳送訊息而產生衝突時，每一傳送站要有意傳送幾個附加的位元組，以保證其它工作站識別出衝突的發生。衝突發生後，一個工作站在再次傳送之前要保持一段隨機長度的空閒時間(稱為退避)，這樣可以保證兩台(或多台)工作站不致再重複衝突。
令牌環網路
令牌環網路是用傳輸介質將一批站點串接起來，信息從一個站傳送到後繼站是一位一位串列傳輸的，在物理環上的每一個站一方面再生和重複每個位，另一方面將一些設備連線到環上。令牌環網路使用一個特定的標記(令牌)沿著環循環。當站點需要傳送信息時，必須等待空標記(空令牌)的到來，並將它設定為忙標一記(忙令牌)，緊接著忙標一記(忙令牌)將信息幀傳送到環上。此時，標記(令牌)是忙標記(忙令牌)，所以其它各個站點不能傳送幀，只能偵聽等待，並將地址符合的站傳送的信息複製下來。傳送的幀在環上循環一周后，再次回到傳送站，將環上的幀信息收回，同時將忙標記(忙令牌)改為空標記(空令牌)，傳送到下一站點，使之取得環的訪問權和幀的傳送權。一個站不能獨占標記控制介質訪問，標一記控制計時器控制一個站使用介質訪問權的最長時間。
