令牌網:令牌網簡介,令牌網的工作狀態,傳輸方法,令牌環網,令牌網的協定結構,

令牌指的是包含控制信息的幀。令牌過程允許網路設備向網路傳輸數據。令牌網使用一種標記數據作為令牌，它始終在環上傳輸，當無幀傳送時，令牌為空閒狀態，所有的站點都可以俘獲令牌，只有當站點獲得空閒令牌後，才將令牌設定成忙狀態，並傳送數據。數據隨令牌至目的站點後，目的站點將數據複製，令牌繼續環行返回到傳送站點，這時傳送站點才將俘獲的令牌釋放，令牌重新成為空閒狀態。

基本介紹

中文名：令牌網
外文名：Token Ring
套用學科：計算機科學與技術

令牌網簡介,令牌網的工作狀態,傳輸方法,令牌環網,令牌網的協定結構,

令牌網簡介

一般令牌網指令牌環網（TokenRing）和令牌匯流排網（TokenBus）。基於IEEE802.4標準的TokenBus是一種物理上的匯流排結構，而其站點組成一個邏輯的環形結構，令牌則在邏輯環上運行，其運行原理與TokenRing基本一樣。TokenBus非常少用；TokenRing是基於IEEE802.5標準的網路結構，說的令牌環網絡多是指IBM的令牌傳遞環形網路的實現，它有4Mb/s和16Mb/s兩種傳輸速率。令牌環網絡傳輸的主要特點是可以保證每個節點設備在可以預定的時間間隔獲得對網路的訪問，適用於對實時性要求較高的套用。由於這種網路設備的價格較高，不利於普及，另外缺乏對多種服務和QoS的支持，在國內套用的例子較少。

令牌環網路的基本原理是利用令牌（代表發信號的許可）來避免網路中的衝突，與使用衝突檢測算法CSMA/CD的乙太網相比，提高網路的數據傳送率。此外，還可以設定傳送的優先度。一個4M的令牌環網路和一個10M的乙太網數據傳送率相當，一個16M的令牌環網路的數據傳送率接近一個100M的乙太網。但網路不可復用，導致網路利用率低下。當網路中一個結點拿到令牌使用網路後，不管此結點使用多少頻寬，其它結點必須等待其使用完網路並放棄令牌後才有機會申請令牌並使用網路。此外，網路中還需要專門結點維護令牌。

令牌環也暗示了除了使用令牌外，這還是一個環形的網路拓撲。令牌環是一個OSI 7層模型中的第二層（數據鏈路層）協定。除了4Mbps、16Mbps外，IEEE 802.5也定義了100Mbps和1Gbps的數據率，不過後兩者極少被用到。

令牌環網路是1980年代中期由IBM開發出，很長一段時間是IBM的網路標準，被所有IBM生產的計算機支持。令牌環可以橋接器或路由器連線其他網路。令牌環網路在實際套用中確確實實是“環”形網路，只不過由於使用所謂多站接入單元的設備，可以實現星形的布線。這樣一個設備具有一定智慧型，會將不用的連線埠環接起來，使令牌能暢通。IEEE 802.5標準是主要基於IBM的令牌環網路的，但是也有一些細微的差別。

令牌網的工作狀態

令牌網就比如A.B.C三台計算機組成的一個區域網路.如果A.B.C要同時往外傳送數據包.就會形成衝突.所以必須要有令牌.哪台機器獲得令牌便能發出去信息.然後再把令牌送給那台機器才能發出去信息.令牌在工作中有“閒”和“忙”兩種狀態。“閒”表示令牌沒有被占用，即網中沒有計算機在傳送信息；“忙”表示令牌已被占用，即網中有信息正在傳送。希望傳送數據的計算機必須首先檢測到“閒”令牌，將它置為“忙”的狀態，然後在該令牌後面傳送數據。當所傳數據被目的節點計算機接收後，數據被從網中除去，令牌被重新置為“閒”。令牌環網的缺點是需要維護令牌，一旦失去令牌就無法工作，需要選擇專門的節點監視和管理令牌。由於乙太網技術發展迅速，令牌網存在固有缺點，令牌在整個計算機區域網路已不多見，原來提供令牌網設備的廠商多數也退出了市場，所以在區域網路市場中令牌網可以說是“昨日黃花”了。

TokenRing令牌環網由IBM公司於1969年推出，後來被列為IEEE802.5標準協定，它在物理和邏輯上均基於環結構，傳輸速率可以達到4或16Mbps。令牌環網使用雙絞線或同軸電纜作為傳輸介質，並將與各個站相連的接口逐個連線起來組成一個閉合的環路，環上的每個環接口均有兩種工作方式：傳送方式與收轉方式。

該網路通過一個很小的自由令牌(FreeToken，一種有別與數據信號幀的特殊信號幀)在環上單向循環來控制和管理傳輸介質的使用，以保證整個環路最多只有一個站處於傳送方式，其他的站都處於收轉方式。在收轉方式下，對應站點與環接口實際上是斷開的，此時環接口每次先接收一個比特，並複製到快取區，經檢查或修改後(只造成一個比特的延時)，再轉發之。此時它監視兩種特殊的比特組合：本站地址和自由令牌。

當要傳送數據的站對應的環接口探測到自由令牌後，則將自由令牌改為忙令牌(數據信號幀)，同時接通站點，並進入傳送方式，將快取區中的數據由環接口逐位傳送出去，傳送完畢後再斷開站點，回到收轉方式。當處於收轉方式下的環接口探測到帶本站地址的數據信號幀後，則接通站點，並在繼續轉發比特流的同時，逐位複製給與其相連的站，並在該數據幀上標記已被識別和複製的記號，在接收完該數據信號幀後，再斷開站點；隨後當數據幀繞環一周回到傳送站時，則被其吸收，並插入一個自由令牌。

牌環網的媒體接入控制機制採用的是分散式控制模式的循環方法。在令牌環網中有一個令牌(Token)沿著環形匯流排在入網節點計算機間依次傳遞，令牌實際上是一個特殊格式的幀，本身並不包含信息，僅控制信道的使用，確保在同一時刻只有一個節點能夠獨占信道。當環上節點都空閒時，令牌繞環行進。節點計算機只有取得令牌後才能傳送數據幀，因此不會發生碰撞。由於令牌在網環上是按順序依次傳遞的，因此對所有入網計算機而言，訪問權是公平的。

在這種網路中，有一種專門的幀稱為“令牌”，在環路上持續地傳輸來確定一個結點何時可以傳送包。令牌為24位長，有3個8位的域，分別是首定界符（StartDelimiter，SD）、訪問控制（AccessControl，AC）和終定界符（EndDelimiter，ED）。首定界符是一種與眾不同的信號模式，作為一種非數據信號表現出來，用途是防止它被解釋成其它東西。這種獨特的8位組合只能被識別為幀首標識符（SOF）。

傳輸方法

傳送數據時會由掌握令牌的電腦先傳送數據。接收數據的電腦會檢查frame表頭，若是送給自己的則處理之。無論是否是送給自己的，都會再傳下去，傳一圈後檢查數據是否相同以確定數據沒有傳輸錯誤。待送完數據後可以依需要調整令牌的優先度（改得比自己的優先度低），再把令牌傳遞到下一台電腦。若接收到令牌但優先度較自己的高，則要把令牌傳遞到下一台電腦。

令牌環網

令牌環網（TokenRing）是一種LAN協定，定義在IEEE802.5中，其中所有的工作站都連線到一個環上，每個工作站只能同直接相鄰的工作站傳輸數據。通過圍繞環的令牌信息授予工作站傳輸許可權。

令牌環上傳輸的小的數據（幀）叫為令牌，誰有令牌誰就有傳輸許可權。如果環上的某個工作站收到令牌並且有信息傳送，它就改變令牌中的一位（該操作將令牌變成一個幀開始序列），添加想傳輸的信息，然後將整個信息發往環中的下一工作站。當這個信息幀在環上傳輸時，網路中沒有令牌，這就意味著其它工作站想傳輸數據就必須等待。因此令牌環網絡中不會發生傳輸衝突。

信息幀沿著環傳輸直到它到達目的地，目的地創建一個副本以便進一步處理。信息幀繼續沿著環傳輸直到到達傳送站時便可以被刪除。傳送站可以通過檢驗返回幀以查看幀是否被接收站收到並且複製。

令牌網的協定結構

123915bytes

SDELACFCDestinationAddressSourceAddress

Routeinformation0-30bytes

Information(LLCorMAC)variable

FCS(4bytes)EDELFS

SDEL/EDEL―起始分隔設定/結束分隔設定（StartingDelimiter/EndingDelimiter）。

AC―訪問控制（AccessControl）欄位包括優先權欄位。

FC―幀控制（FrameControl）欄位說明幀是包含數據信息還是控制信息。

DestinationAddress－目標站地址（DestinationStationAddress）。

SourceAddress―源站地址（SourceStationAddress）。

RouteInformation―該欄位包括路由選擇控制、路由描述符和路由選擇類型信息等。

Information―信息（Information）欄位可能為LLC或MAC。

FCS―幀校驗序列（FrameCheckSequence）

FrameStatus―由幀接收方開始，識別信號地址，以及幀複製是否成功。

令牌網