第5章計算機網(wǎng)絡(luò)3ppt課件

1、計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)第5章 介質(zhì)訪問控制與局域網(wǎng)技術(shù) n局域網(wǎng)的特點n局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu) nIEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)及以太網(wǎng) nIEEE802.5標(biāo)準(zhǔn)令牌環(huán) nIEEE802.4標(biāo)準(zhǔn)令牌總線n三種局域網(wǎng)的比較nIEEE802.6標(biāo)準(zhǔn) -DQDBn光纖分布數(shù)據(jù)接口FDDIn高速局域網(wǎng)技術(shù)n虛擬局域網(wǎng)VLANn無線局域網(wǎng)技術(shù) 局域網(wǎng)的特點局域網(wǎng)的特點 特點：地理分布范圍較??；誤碼率低，一般在10-11-10-8以下；以PC機為主體，數(shù)據(jù)傳輸速率高，一般為0.1-100Mbps。類別：普遍應(yīng)用的局部區(qū)域網(wǎng)LAN采用電路交換技術(shù)的局域網(wǎng)，稱計算機交換機CBXComputer Branch eXchange或

2、專門小交換機 PBXPrivate Branch eXchange）新發(fā)展的高速局域網(wǎng)HSLNHigh Speed Local Network）常用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：總線型、環(huán)型、星型局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu) 物理層、數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層： 介質(zhì)訪問控制子層MACMedia Access Control數(shù)據(jù)的封裝與解封，包括組幀、尋址和錯誤檢測；介質(zhì)訪問管理，包括介質(zhì)分配和沖突解決 邏輯鏈路控制子層LLCLogical Link Control向高層提供一個或多個訪問點LSAP，用于同網(wǎng)絡(luò)層通信的邏輯接口，主要執(zhí)行OSI 基本數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議的大部分功能和網(wǎng)絡(luò)層的部分功能，如幀的收發(fā)、差錯控制、流量控制、幀同步.

3、MAC子層功能信道分配 MACMedia Access Control，介質(zhì)訪問控制是一種控制使用通信介質(zhì)的機制，它是數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的一部分。下圖是MAC子層功能結(jié)構(gòu)圖。 介質(zhì)訪問子層的中心論題是相互競爭的用戶之間如何分配一個單獨的廣播信道。 1、靜態(tài)分配：只要一個用戶得到了信道就不會和別的用戶沖突。(用戶數(shù)據(jù)流量具有突發(fā)性和間歇性) 2、動態(tài)分配：稱為多路訪問Multiple Access或多點接入，指多個用戶共用一條線路，而信道并非是在用戶通信時固定分配給用戶，這樣的系統(tǒng)又稱為競爭系統(tǒng)。動態(tài)分配方法又可以分為：隨機訪問，典型ALOHA協(xié)議、CSMA協(xié)議 ；受控訪問，典型令牌網(wǎng)競爭系統(tǒng)和集中

4、控制的多點線路輪詢 5 5個關(guān)鍵假設(shè)個關(guān)鍵假設(shè)n站模型：站獨立，以恒定速率產(chǎn)生幀，每個站只有一個程序n單信道假設(shè)n沖突假設(shè)：兩個幀同時傳送，就會沖突，所有站點能檢測到，沖突幀需重發(fā)n發(fā)送時間：連續(xù)任意時刻可發(fā)送；分槽時間n載波檢測：有載波檢測；無載波檢測ALOHAALOHA協(xié)議協(xié)議 純ALOHA協(xié)議：用戶有數(shù)據(jù)要發(fā)送時，可以直接發(fā)至信道，若在規(guī)定時間內(nèi)收到應(yīng)答，表示發(fā)送成功，否則重發(fā)。重發(fā)策略：發(fā)送數(shù)據(jù)后偵聽信道是否產(chǎn)生沖突，若產(chǎn)生沖突，則等待一段隨機的時間重發(fā)，直到發(fā)送成功為止，如下圖所示。 沖突窗口沖突窗口2t n幀時：傳輸標(biāo)準(zhǔn)固定幀所需時間n假設(shè)無窮多用戶按照泊松分布產(chǎn)生新幀Nn 要求0

5、N=N, 也服從泊松分布。吞吐量S=GP0, P0是一幀沒有遭到?jīng)_突的概率。n一個幀時中生成k幀的概率n n在沖突窗口內(nèi)不存在其他流量的概率是nG=0.5時，S達(dá)到最大，為1/2e!PrkeGkGkGGGeSeP220分槽ALOHA協(xié)議：把使用信道的時間分成離散的時間槽，槽長為一個幀所需的發(fā)送時間，每個站點只能在時間槽開始時才允許發(fā)送，其他過程與純ALOHA協(xié)議相同。 沖突主要發(fā)生在時間槽的起點，一旦發(fā)送成功就不會出現(xiàn)沖突，分槽ALOHA大幅度降低了沖突的可能性，信道利用率比純ALOHA提高了約一倍。 沖突窗口t 載波偵聽多路訪問協(xié)議CSMA 載波偵聽Carrier Sense）：站點在發(fā)送幀

6、之前，首先偵聽信道有無載波，若有載波，說明已有用戶在使用信道，則不發(fā)送幀以避免沖突。三種方式： 1、堅持型CSMA1-persistent CSMA） 2、非堅持型CSMAnonpersistent CSMA） 3、p-堅持型CSMAp-persistent CSMA） （1站點有數(shù)據(jù)發(fā)送，先偵聽信道；（2若站點發(fā)現(xiàn)信道空閑，則發(fā)送；（3若信道忙，則繼續(xù)偵聽直至發(fā)現(xiàn)信道空閑，然后 完成發(fā)送；（4若產(chǎn)生沖突，等待一個隨機時間，然后重新開始發(fā)送過程回到1）。優(yōu)點：減少了信道空閑時間，缺點：增加了發(fā)生沖突的概率。廣播延遲越大，發(fā)生沖突的可能性越大，協(xié)議性能越差。1、 堅持型CSMA1-persist

7、ent CSMA）（1若站點有數(shù)據(jù)發(fā)送，先偵聽信道；（2若站點發(fā)現(xiàn)信道空閑，則發(fā)送；（3若信道忙，等待一個隨機時間，然后重新開始發(fā)送過程回到1）；（4若產(chǎn)生沖突，等待一個隨機時間，然后重新開始發(fā)送過程回到1）。優(yōu)點：減少了沖突的概率，信道效率比1-堅持CSMA高缺點：增加了信道空閑時間，數(shù)據(jù)發(fā)送延遲增大。傳輸延遲比1-堅持CSMA大。 2、非堅持型CSMAnonpersistent CSMA）（1若站點有數(shù)據(jù)發(fā)送，先偵聽信道；（2若站點發(fā)現(xiàn)信道空閑，則以概率p發(fā)送數(shù)據(jù)，以概率q =1- p 延遲至下一個時間槽發(fā)送。若下一個時間槽仍空閑，重復(fù)此過程，直至數(shù)據(jù)發(fā)出或時間槽被其他站點所占用（3若信道

8、忙，則等待下一個時間槽，重新開始發(fā)送（4若產(chǎn)生沖突，等待一隨機時間，重新開始發(fā)送折中方案，既能像非堅持型CSMA那樣減少沖突，又能像1-堅持型CSMA那樣減少媒體空閑時間的，適用于分槽信道。3. p-堅持型CSMAp-persistent CSMA）五種多路訪問協(xié)議性能比較五種多路訪問協(xié)議性能比較 以上五種多路訪問方法的信道利用率和載荷曲線的比較見下圖。 帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問協(xié)議帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問協(xié)議CSMA/CD CSMA/CD CSMA/CD工作狀態(tài)包括三個周期：傳輸周期、競爭周期和空閑周期一個站點確定發(fā)生沖突所花的時間到底為多少？2 最小幀長無沖突的協(xié)議無沖突的協(xié)議-基

9、本的位圖協(xié)議基本的位圖協(xié)議預(yù)留協(xié)議，每個站的開銷是一位，不可能擴展到包含上千個站的網(wǎng)絡(luò)中。無沖突的協(xié)議無沖突的協(xié)議-二進(jìn)制倒計數(shù)協(xié)議二進(jìn)制倒計數(shù)協(xié)議有限競爭協(xié)議有限競爭協(xié)議nK個站競爭信道的使用權(quán)，每個時槽中傳送概率是p.在一給定時間槽，某一個站點成功獲得信道的概率kp(1-p)k-1n當(dāng)p=1/k時，最正確11/1Prkkkkp動態(tài)分配站點到各時隙的方法動態(tài)分配站點到各時隙的方法n當(dāng)負(fù)載很低時，每個時槽有很多站點競爭n當(dāng)負(fù)載重時，每個時槽只有很少的站，甚至只有一個站。n自適應(yīng)樹搜索協(xié)議波分多路訪問協(xié)議n利用FDM,TDM或者兩者結(jié)合起來.將信道分為多個子信道,動態(tài)根據(jù)需要分配這些子信道.通常

10、被用于光纖LAN,允許同一時刻,不同會話使用不同的波長.n全光學(xué)LAN 可使用一個無源的星型連接器信道分配每個站分配兩個信道: 控制信道;數(shù)據(jù)信道信道都分成時隙面向連接通信的基本思想: 若A要與B通信,A先要在B的控制信道的一個空時隙中插入一個連接請求幀,若B接受,則在A的數(shù)據(jù)信道上進(jìn)行通信.每個站點有兩個發(fā)送器和兩個接收器固定波長的接收器-監(jiān)聽自己的控制信道可調(diào)波長接收器-選擇監(jiān)聽一個數(shù)據(jù)發(fā)送器固定波長發(fā)送器-發(fā)送數(shù)據(jù)幀可調(diào)波長發(fā)送器-在其他站的控制信道上發(fā)送信息全局同步的時鐘用于同步所有的信道.數(shù)據(jù)信道中有一個時槽用于報告狀態(tài),如兩個信道中哪些時槽是空的.0號時槽需要特殊的方法標(biāo)記.支持的

11、三類通信流量q恒定速率,面向連接通信流量.如未壓縮視頻流q可變速率的面向連接的通信流.如文件傳輸q數(shù)據(jù)報流量 如UDP報文A與B建立信道過程nA將數(shù)據(jù)接收器調(diào)節(jié)到B的數(shù)據(jù)信道上,等待狀態(tài)時槽,得到空的控制時槽.n選擇一個插入連接請求.B看到請求,分配空閑控制時槽，并通過數(shù)據(jù)信道的轉(zhuǎn)態(tài)時槽宣布分配結(jié)果。n文件傳輸，A向B發(fā)送控制信息，告訴B在A的數(shù)據(jù)信道的哪個時槽有發(fā)送給B的數(shù)據(jù)幀。B就將調(diào)節(jié)器調(diào)到A的輸出信道，以接收數(shù)據(jù)。n問題：若A和C與B都有連接，都突然告訴B去檢查3號時槽的數(shù)據(jù)，B隨機選一個，就會丟失另一個。n人們提出了很多的WDMA協(xié)議無線LAN協(xié)議n筆記本計算機通過無線電波通信n無線

12、LAN的常見配置，基站通過有線介質(zhì)連接，基站和筆記本的傳輸功率被調(diào)節(jié)到大約3-4米，n每個蜂窩只有一個信道，帶寬11-54Mbps隱藏站問題隱藏站問題暴露站問題暴露站問題MACAMultiple Access with Collision Avoidance）n基本思想：發(fā)送方刺激一下接收方，讓它輸出一個短幀。從而使接收方附近的站檢測到該幀，在數(shù)據(jù)幀傳輸過程中不再發(fā)送數(shù)據(jù)。nRTS(Request To Send)nCTS(Clear To Send)n都包含了要發(fā)送的數(shù)據(jù)幀長度.nC聽到了RTS,但聽不到CTS,可以發(fā)送數(shù)據(jù)nD沒聽到RTS,聽到了CTS,E聽到了RTS和CTS都不能發(fā)數(shù)據(jù).

13、n沖突仍可能發(fā)生,如B和C可能同時給A發(fā)送RTS,沖突會丟失,失敗采用二進(jìn)制指數(shù)后退算法.nMACAW(MACA for Wireless)n是對MACA的改進(jìn):n在每個確認(rèn)幀后面引入ACK幀;n在發(fā)送RTS前先用CSMA偵測有無其他站點在向同一目的站發(fā)送RTS;n為單個數(shù)據(jù)流運行退避算法,而非站點,提高公平性;n各站可交換有關(guān)擁塞信息的機制.LLCLLC的幀格式的幀格式 基于HDLC協(xié)議，3種LLC協(xié)議都使用同樣的PDU格式，包括4個字段，如下圖所示： （1DSAP字段：目的地址，低位為0時為單地址；低位為1時為組地址；各位全為1時為廣播地址。 （2SSAP字段：源地址，命令幀時低位為0；

14、響應(yīng)幀時低位為1。 （3控制字段：與HDLC類似，包含了序列號和確認(rèn)號。當(dāng)要可靠連接時才用到。LLCLLC與與MACMAC的接口的接口 它們的數(shù)據(jù)間的關(guān)系見下圖：IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)及以太網(wǎng) 802.3網(wǎng)絡(luò) 由IEEE定義的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)有幾個不同的變種。差別表現(xiàn)在：介質(zhì)；網(wǎng)段的最大長度；網(wǎng)段上的站點數(shù)目；數(shù)據(jù)速率。名稱名稱介質(zhì)介質(zhì)最大區(qū)間長度最大區(qū)間長度節(jié)點樹節(jié)點樹/ /段段拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)接口接口優(yōu)點優(yōu)點10base510base5粗纜粗纜500m500m100100個節(jié)點個節(jié)點總線型總線型AUIAUI骨干骨干10base210base2細(xì)纜細(xì)纜185m185m3030總線型總線型BNCBN

15、C廉價廉價10base-T10base-T雙絞線雙絞線100m100m10241024星形星形RJ-45RJ-45容易維護容易維護10base-F10base-F光纜光纜2000m2000m10241024星形星形ST1ST1距離較遠(yuǎn)距離較遠(yuǎn)10BROAD310BROAD36 67575歐姆電歐姆電纜纜3600m3600m樹形樹形AUIAUI寬帶系統(tǒng)寬帶系統(tǒng)10Base5：原始的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，使用AUI接口的50歐姆粗纜直徑10mm） ，總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。10代表10Mbps；Base代表基帶傳輸baseband medium）；5代表500米。 收發(fā)器用于檢測線路沖突,發(fā)送強化干擾信號. 收發(fā)器電

16、纜可達(dá)50米長. 10BASE2是為降低10Base5的安裝成本和復(fù)雜性而設(shè)計的。使用BNC接口的50歐姆細(xì)纜5mm） 數(shù)據(jù)速率為10Mbps。 由于兩者數(shù)據(jù)傳輸率相同，10BASE2電纜段和10BASE5電纜段可以共存于一個網(wǎng)絡(luò)中。 10BASE-T：1990年發(fā)布的以太網(wǎng)物理層標(biāo)準(zhǔn)，物理上的星形拓?fù)渚W(wǎng)，T表示采用雙絞線。中央節(jié)點是一個集線器，每個節(jié)點通過兩對雙絞線與集線器相連，一對線發(fā)送數(shù)據(jù)，另一對線接收數(shù)據(jù)。 集線器的作用類似于一個轉(zhuǎn)發(fā)器，接收來自一條線上的信號并向其他的所有線轉(zhuǎn)發(fā)。由于任意一個站點發(fā)出的信號都能被其他所有站點接收，若有兩個站點同時要求傳輸，沖突就必然發(fā)生。所以盡管這種策

17、略在物理上是一個星形結(jié)構(gòu)，但從邏輯上看與CSMA/CD總線拓?fù)涞墓δ苁且粯拥摹?10BASE-F:以光纖作為介質(zhì)的系統(tǒng)的規(guī)范。每條傳輸線路均使用一條光纖，每條光纖采用曼切斯特編碼傳輸一個方向上的信號。包含三個標(biāo)準(zhǔn)： 10BASE-FPPassive，無源的） 10BASE-FLLink， 鏈路） 10BASE-FBBackbone，主干） 10BROAD36: 針對寬帶系統(tǒng)的規(guī)范，采用雙電纜帶寬或中分帶寬的75歐姆CATV同軸電纜。 使用與10BASE5規(guī)定的相同AUI，數(shù)據(jù)速率10Mbps。10BROAD36結(jié)構(gòu)中的MAU收發(fā)器完成下列功能：（1往媒體發(fā)送信號；（2自媒體接收信號；（3識別媒

18、體上是否存在信號；（4識別碰撞。802.3的MAC幀 802.3的MAC子層幀格式 以太網(wǎng)的MAC幀格式地址:最高位0-普通地址 1組播地址 次高位用于區(qū)分局部地址(管理員分配)還是全局地址(IEEE統(tǒng)一分配的)全局地址可用46位,地址空間246.n類型網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議類型n數(shù)據(jù)域1-1500字節(jié)n填充域46字節(jié) 最小幀長限制.要求有效幀至少是64字節(jié).n2500米,4個中繼器的10M以太網(wǎng), 往返時間50us.500bit.64字節(jié)采用曼徹斯特編碼二進(jìn)制指數(shù)后退算法binary exponential backoff） IEEE 802.3使用截斷的二進(jìn)制指數(shù)退避算法，將沖突發(fā)生后的時間劃分為長度

19、為51.2微秒的時間槽。（1發(fā)生第一次沖突后，各個站點等待 0或1個時間槽再開始重傳；（2發(fā)生第二次沖突后，各個站點隨機地選擇等待0、1、2或3個時間槽再開始重傳； （3第 i 次沖突后，在 0至2i-1間隨機地選擇一個等待的時間槽數(shù)，再開始重傳；（410次沖突后，等待的時間槽數(shù)固定在0至210-1間；（516次沖突后，發(fā)送失敗，報告上層。 交換式以太網(wǎng)高速底板速度可以是幾個Gbps沖突域每塊插卡;每個端口有緩存,獨立沖突域快速以太網(wǎng)快速以太網(wǎng)（11973-1982：以太網(wǎng)的產(chǎn)生與DIX聯(lián)盟；（21982-1990：10Mbps以太網(wǎng)發(fā)展成熟；（31983-2019：LAN網(wǎng)橋接與交換；（41

20、992-2019：快速以太網(wǎng)；（52019至今：千兆以太網(wǎng)。n100Base-T4: 4對3類雙絞線, 2對可以切換傳輸方向25MHz. 三根線一個方向，三態(tài)信號，可以有27種狀態(tài)，每個周期可傳輸4位數(shù)據(jù)，達(dá)到100Mbps。反向信道33.3Mbps. 8B/6T(8位用6個三進(jìn)制表示)。n100Base-TX:5類雙絞線，125MHz,2對雙絞線，一對到集線器，一對從集線器收。使用4B/5B編碼。n100Base-FX:2根多模光纖，全雙工，100Mbps。站與集線器的距離可達(dá)2公里。只能用交換機，因為對沖突算法而言光纖太長。千兆以太網(wǎng)gigabit Ethernet）n802.3z目標(biāo)：提

21、供無確認(rèn)的數(shù)據(jù)報服務(wù)，支持單播，多播。使用已有的48位編址方式，同樣的幀格式，幀的最大最小長度。n千兆以太網(wǎng)的配置n 交換機全雙工，不會沖突，電纜最大長度由信號強度決定n集線器半雙工，最大距離25米。n 802.3z增加2個特性，加大此距離n載荷擴充由硬件填充幀長到512字節(jié)）n幀串多幀連接在一起傳輸出去，擴展到200米）千兆以太網(wǎng)的電纜類型千兆以太網(wǎng)的電纜類型要達(dá)到1Gbps左右的速率，使用激光，可用0.85um 1.3um波長。光纖直徑可以是10,50,62.5um. 1.3um的激光作用在10um的光纖上才能達(dá)到5000m的距離。采用8B/10B編碼方案，每個8位字節(jié)編成10位。1000

22、Base-T使用4對5類雙絞線。5級電壓值，每對雙絞線2位，每個時鐘周期8位，125MHz,可達(dá)1Gbp速率。千兆以太網(wǎng)支持流控制：特殊控制幀，類型0 x8808,數(shù)據(jù)域前兩個字節(jié)給出命令，后續(xù)為參數(shù)，暫停多少個最小幀長時間512ns）。IEEE802.5標(biāo)準(zhǔn)令牌環(huán) IBM選擇Token Ring作為它的LAN技術(shù)，IEEE802.5標(biāo)準(zhǔn)定義了令牌環(huán)介質(zhì)訪問控制協(xié)議。環(huán)中各個站點是平等的，站點獲得信道的時間有上限，令牌環(huán)可以避免沖突發(fā)生。令牌環(huán)的結(jié)構(gòu)環(huán)長計算令牌環(huán)的操作與維護令牌環(huán)介質(zhì)訪問控制協(xié)議令牌環(huán)的結(jié)構(gòu) 由一系列環(huán)接口和這些接口間的點到點鏈路構(gòu)成的閉合環(huán)路，各站點通過環(huán)接口連到網(wǎng)上。環(huán)接

23、口有兩種操作模式：偵聽模式和傳輸模式環(huán)比特長度=傳播時延數(shù)據(jù)傳輸速率接口延遲位數(shù) 環(huán)路介質(zhì)長度/ 200m/s）例：某令牌環(huán)介質(zhì)長度為10Km，數(shù)據(jù)傳輸速率為4Mbps，環(huán)路上共有50個站點，每個站點的接口引入1位延遲，則可計算得：環(huán)的比特長度=10Km）/ 200m/s） 4Mbps）1bit）50=500bit） 環(huán)長計算令牌環(huán)的操作與維護 令牌環(huán)的故障處理功能主要體現(xiàn)在對令牌和數(shù)據(jù)幀的維護上。令牌丟失：令牌本身就是比特串，繞環(huán)傳遞過程中也可能受干擾而出錯，以至造成環(huán)路上無令牌循環(huán)的差錯。數(shù)據(jù)幀無法撤消：當(dāng)某站點發(fā)送數(shù)據(jù)幀后，由于故障而無法將所發(fā)的數(shù)據(jù)幀從網(wǎng)上撤消時，又會造成網(wǎng)上數(shù)據(jù)幀持續(xù)

24、循環(huán)的差錯。主動令牌管理站：超時機制來檢測令牌丟失，將數(shù)據(jù)幀上監(jiān)控位置為1。 令牌環(huán)介質(zhì)訪問控制協(xié)議 1、IEEE 802.5MAC 幀格式IEEE 802.5令牌環(huán)的MAC幀有兩種基本格式：令牌幀和數(shù)據(jù)幀，如下圖所示。 （1 1訪問控制字段訪問控制字段AC AC （2 2幀控制字段幀控制字段FCFC （3 3幀狀態(tài)字段幀狀態(tài)字段FS FS IEEE 802.5的介質(zhì)訪問控制功能（1幀發(fā)送：采用沿環(huán)傳遞令牌的方法來實現(xiàn)對介質(zhì)的訪問控制，取得令牌的站點具有發(fā)送一個數(shù)據(jù)幀或一系列數(shù)據(jù)幀的機會。（2令牌發(fā)送：發(fā)送站完成數(shù)據(jù)幀發(fā)送后，等待數(shù)據(jù)幀的返回。在等待期間，繼續(xù)發(fā)送填充字符。一旦源地址與本站相符

25、的數(shù)據(jù)幀返回后，即發(fā)送令牌。令牌發(fā)送之后，該站仍保持在發(fā)送狀態(tài)，直到該站點發(fā)送的所有數(shù)據(jù)幀從環(huán)路上撤消為止。（3幀接收：若接收到的幀為信息幀，則將FC、DA、Data等字段復(fù)制到接收緩沖區(qū)中，并隨后將其轉(zhuǎn)至適當(dāng)?shù)淖訉印?（4優(yōu)先權(quán)操作：訪問控制字段中的優(yōu)先權(quán)和預(yù)約位配合工作，使環(huán)路服務(wù)優(yōu)先權(quán)與環(huán)上準(zhǔn)備發(fā)送的PDU最高優(yōu)先級匹配。IEEE802.4標(biāo)準(zhǔn)令牌總線 CSMA/CD介質(zhì)訪問控制采用總線爭用方式，具有結(jié)構(gòu)簡單、在輕負(fù)載下延遲小等優(yōu)點，但隨著負(fù)載的增加，沖突概率增加，性能將明顯下降。 Token ring介質(zhì)訪問控制具有重負(fù)載下利用率高、網(wǎng)絡(luò)性能對距離不敏感以及具有公平訪問等優(yōu)越性能，但環(huán)

26、形網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，存在可靠性等問題。 令牌總線介質(zhì)訪問控制綜合了以上兩種介質(zhì)訪問控制優(yōu)點的基礎(chǔ)上形成的一種介質(zhì)訪問控制方法，IEEE802.4提出的就是令牌總線Token Bus介質(zhì)訪問控制方法的標(biāo)準(zhǔn)。 令牌總線工作原理 邏輯環(huán)：每一個站點都在一個有序的序列中被指定一個邏輯位置，序列中最后一個站點的后面又跟著第一個站點。每個站點都知道它的前趨站和后繼站標(biāo)識。環(huán)初始化 令牌傳遞算法 站插隊入環(huán)算法 站退出環(huán)算法 故障處理 令牌總線的主要操作：IEEE 802.4MAC幀 IEEE 802.4標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了令牌總線介質(zhì)訪問控制MAC子層、物理層PHY所使用的格式和協(xié)議，以及連接令牌總線物理介質(zhì)的方法0 1

27、 r r r p p p0 1 r r r p p p數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)幀擴充用擴充用優(yōu)先權(quán)優(yōu)先權(quán)0 0，2 2，4 4，6 6）MACMAC控制幀控制幀分類編碼分類編碼000000000000申請令牌申請令牌000001000001請求令牌請求令牌001000001000請求后繼請求后繼0 0 c c c c c c0 0 c c c c c c 三種局域網(wǎng)的比較 1. 802.3協(xié)議： 使用最為廣泛；電纜是無源的，站點的接入與安裝很方便；在低負(fù)載時網(wǎng)絡(luò)基本上沒有時延。 缺點：發(fā)送時延的不確定性，對某些實時應(yīng)用非常不利。在使用轉(zhuǎn)發(fā)器的情況下，電纜的最大長度只有2.8km。電磁波在電纜線上的往返時間決

28、定了爭用期的長度，它和數(shù)據(jù)的發(fā)送速率無關(guān)，但這一點限制了數(shù)據(jù)的發(fā)送速率。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載很重時，由于沖突增多，網(wǎng)絡(luò)的效率下降很多。 2. 802.4協(xié)議 使用高可靠的電視電纜。發(fā)送時延一般是確定的。802.4協(xié)議沒有對數(shù)據(jù)幀的長度設(shè)置下限；可以設(shè)定優(yōu)先級，有利于傳送數(shù)字化的分組話音信號。令牌總線局域網(wǎng)在重載時的性能非常好，采用的是寬帶電纜，可以支持多個信道，除了數(shù)據(jù)外，還可以傳送話音和電視。 但是802.4協(xié)議使用了許多的模擬部件，包括調(diào)制解調(diào)器和寬帶放大器。該協(xié)議非常復(fù)雜，在負(fù)載很輕時也要等待令牌的到來，產(chǎn)生了不必要的發(fā)送時延。和總線局域網(wǎng)相似，令牌總線局域網(wǎng)也很難用光纖來實現(xiàn)。 3. 802.

29、5協(xié)議 既可用雙絞線連接，也較易用光纖來實現(xiàn)；可自動檢測和排除電纜的故障；可設(shè)置優(yōu)先級；允許發(fā)送很短的幀。重載時，效率和吞吐率都是很高的。 主要缺點是令牌的管理采用了集中管理方式。當(dāng)管理令牌的站出現(xiàn)故障時，雖然按照協(xié)議可以再產(chǎn)生一個新的管理令牌的站，但還是會造成一些麻煩。在低負(fù)載時，發(fā)送數(shù)據(jù)的站由于要等待令牌，會產(chǎn)生附加的時延。 三種局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)不兼容，差別很大。在很重的負(fù)載下，802.3局域網(wǎng)徹底不能用，而采用令牌的局域網(wǎng)則可達(dá)到接近于100的效率；若負(fù)載范圍是從輕到中等，則三種局域網(wǎng)都能勝任。IEEE802.6標(biāo)準(zhǔn) -DQDB 兩條平行的單向總線穿繞于整個城市，站點同時連接于兩條總線之上。每條總線都有一個首端，它產(chǎn)生一個穩(wěn)定的53字節(jié)的信元流。每個信元從首端沿總線往下傳，當(dāng)它到達(dá)終點時，就從總線中消失了，每個信元帶有44字節(jié)的有效載荷。