環(huán)形或總線拓?fù)渲校捎谥挥幸粭l物理傳輸通道連接所有的設(shè)備,因此,連到網(wǎng)絡(luò)上的所有設(shè)備必須遵循一定的規(guī)則,才能確保傳輸媒體的正常訪問(wèn)和使用。常用的媒體訪問(wèn)控制方法有:具有沖突檢測(cè)的載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection)、控制令牌(Control Token)及時(shí)槽環(huán)(Slotted Ring)三種技術(shù)。
1、具有沖突檢測(cè)的載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn) CSMA/CD
具有沖突檢測(cè)的載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn) CSMA/CD采用隨機(jī)訪問(wèn)和競(jìng)爭(zhēng)技術(shù),這種技術(shù)只用于總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。CSMA/CD結(jié)構(gòu)將所有的設(shè)備都直接連到同一條物理信道上,該信道負(fù)責(zé)任何兩個(gè)設(shè)備之間的全部數(shù)據(jù)傳送,因此稱信道是以“多路訪問(wèn)”方式進(jìn)行操作的。站點(diǎn)以幀的形式發(fā)送數(shù)據(jù),幀的頭部含有目的和源點(diǎn)的地址。幀在信道上以廣播方式傳輸,所有連接在信道上的設(shè)備隨時(shí)都能檢測(cè)到該幀。當(dāng)目的地站點(diǎn)檢測(cè)到目的地址為本站地址的幀時(shí),就接收幀中所攜帶的數(shù)據(jù),并按規(guī)定的鏈路協(xié)議給源站點(diǎn)返回一個(gè)響應(yīng)。
采用這種操作方法時(shí),在信道上可能有兩個(gè)或更多的設(shè)備在同一瞬間都會(huì)發(fā)送幀,從而在信道上千萬(wàn)幀的重疊而出現(xiàn)并有差錯(cuò),這種現(xiàn)象稱為沖突。為減少這種沖突,源站點(diǎn)在發(fā)送幀之前,首先要監(jiān)聽(tīng)信道上是否有其它站點(diǎn)發(fā)送的載波信號(hào)(即進(jìn)行“載波監(jiān)聽(tīng)”),若監(jiān)聽(tīng)到信道上有載波信號(hào)則推遲發(fā)送,直到信道恢復(fù)到安靜(空閑)為止。另外,還要采用邊發(fā)送邊監(jiān)聽(tīng)的技術(shù)(即“沖突檢測(cè)”),若監(jiān)聽(tīng)到干擾信號(hào),就表示檢測(cè)到?jīng)_突,于是就要立即停止發(fā)送。為了確保沖突的其它站點(diǎn)知道發(fā)生了沖突,首先在短時(shí)間里持續(xù)發(fā)送一串阻塞(Jam)碼,卷入沖突的站點(diǎn)則等待一隨機(jī)時(shí)間,然后準(zhǔn)備重發(fā)受到?jīng)_突影響的幀。這種技術(shù)對(duì)發(fā)生沖突的傳輸能迅速發(fā)現(xiàn)并立即停止發(fā)送,因此能明顯減少?zèng)_突次數(shù)和沖突時(shí)間。
2、控制令牌
控制令牌是另一種傳輸媒體訪問(wèn)控制方法。它是按照所有站點(diǎn)共同理解和遵守的規(guī)則,從一個(gè)站點(diǎn)到另一個(gè)站點(diǎn)傳遞控制令牌,一個(gè)站點(diǎn)只有當(dāng)它占有令牌時(shí),才能發(fā)送數(shù)據(jù)端幀,發(fā)完幀后,即把令牌傳遞下一個(gè)站點(diǎn)。其操作次序如下:
⑴首先建立一個(gè)邏輯環(huán),將所有站點(diǎn)同物理媒體相連,然后產(chǎn)生一個(gè)控制令牌。
⑵控制令牌由一個(gè)站點(diǎn)沿著邏輯環(huán)順序向下一個(gè)站點(diǎn)傳遞。
⑶等待發(fā)送幀的站點(diǎn)接收到控制令牌后,把要發(fā)送的幀利用物理媒體發(fā)送出去,然后再將控制令牌沿邏輯環(huán)傳遞給下一站點(diǎn)。
控制令牌方法除了用于環(huán)形網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(即令牌環(huán))之外,也可以用于總線網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(即令牌總線),這兩類結(jié)構(gòu)建立的邏輯環(huán)分別如下圖(a)、(b)所示。

對(duì)于一個(gè)物理環(huán),令牌傳遞的邏輯結(jié)構(gòu)和物理環(huán)的結(jié)構(gòu)是相同的,令牌傳遞的次序和站點(diǎn)連接的物理次序也是一致的;百對(duì)于總線網(wǎng),邏輯環(huán)次序則不必和電纜上的站點(diǎn)連接次序相對(duì)應(yīng),所有站點(diǎn)沒(méi)有必要抱著按邏輯環(huán)連接。例如上圖(b)中,H站并不是邏輯環(huán)的一總部分,這意味著H站永遠(yuǎn)拿不到令牌,因此只能以接收方式工作。
3、時(shí)槽環(huán)
時(shí)槽環(huán)只用于環(huán)形網(wǎng)的媒體控制訪問(wèn),這種方法對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)預(yù)先安排一個(gè)特定的時(shí)間內(nèi)段(即時(shí)槽段),每個(gè)節(jié)點(diǎn)只能在時(shí)槽內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)。若數(shù)據(jù)較長(zhǎng),可用多個(gè)時(shí)槽來(lái)傳輸。
時(shí)槽環(huán)采用集中控制方式,這種方法首先由環(huán)中被稱為監(jiān)控的站的特定節(jié)點(diǎn)起動(dòng)環(huán),并產(chǎn)生若干個(gè)固定長(zhǎng)度的比特串,這種比特串即稱為時(shí)槽。時(shí)槽子不停地繞環(huán)從一個(gè)站點(diǎn)傳遞到另一個(gè)站點(diǎn)。當(dāng)一個(gè)站點(diǎn)收到時(shí)槽子時(shí),由該站點(diǎn)的接口閱讀后再將其轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)站點(diǎn),如此一直循環(huán)下去。監(jiān)控站確??傆幸粋€(gè)固定數(shù)目的時(shí)槽繞環(huán)傳送,而不考慮組成環(huán)的站點(diǎn)數(shù)目。每個(gè)時(shí)槽能攜帶一個(gè)固定尺寸的停息幀,時(shí)槽幀的格式如下圖(a)所示。
時(shí)槽環(huán)初始化時(shí),由監(jiān)控站將每個(gè)時(shí)槽開(kāi)頭的滿/空位置為空狀態(tài)。某個(gè)站點(diǎn)要發(fā)送數(shù)據(jù)前,首先要得到一個(gè)空時(shí)槽,然后將該時(shí)槽的滿/空位置為空狀態(tài),將數(shù)據(jù)的內(nèi)容插入時(shí)槽中,同時(shí)在幀的頭部未填入目的地地址和源地址,并將幀尾部的兩個(gè)響應(yīng)位全置為1,然后發(fā)送該時(shí)槽,使它繞物理環(huán)從一個(gè)站點(diǎn)至另一個(gè)站點(diǎn)傳送。
環(huán)中每個(gè)站對(duì)任何置滿的時(shí)槽頭部的目的地址進(jìn)行檢測(cè),如果檢測(cè)到是自己的地址,便從時(shí)槽中閱讀所攜帶的數(shù)據(jù)內(nèi)容,并修改時(shí)槽尾部的一對(duì)響應(yīng)位,然后通過(guò)環(huán)再將它轉(zhuǎn)發(fā)也去。如果目的地站點(diǎn)忙或者拒收,則響應(yīng)位做相應(yīng)的標(biāo)記或保留不做改變。
源站點(diǎn)在起動(dòng)一個(gè)幀發(fā)送之后,要等到該幀繞環(huán)一周。由于每個(gè)站均知道環(huán)上時(shí)槽的總數(shù),由環(huán)接口對(duì)時(shí)槽轉(zhuǎn)發(fā)計(jì)數(shù)可知道所發(fā)時(shí)槽的到來(lái)。此后,源站點(diǎn)將所用時(shí)槽重新標(biāo)記為空狀態(tài),并閱讀時(shí)槽尾部的響應(yīng)位,以確定是否應(yīng)舍棄已被發(fā)送的該幀備份,或者重發(fā)該幀。由于采用了響應(yīng)位,就不需要設(shè)置獨(dú)立的響應(yīng)幀。

監(jiān)控站傳遞位由監(jiān)控站用于監(jiān)測(cè)各個(gè)站點(diǎn)發(fā)送的幀是否有差錯(cuò)或站點(diǎn)有無(wú)故障,該位由源站點(diǎn)在發(fā)送幀時(shí)置“0”。當(dāng)滿時(shí)槽在環(huán)接口上轉(zhuǎn)發(fā)時(shí),由監(jiān)控站對(duì)每一個(gè)滿時(shí)槽的該位置“1”。如果監(jiān)控站在其轉(zhuǎn)發(fā)某個(gè)滿時(shí)槽時(shí),測(cè)得監(jiān)控站傳遞位已被置為1,就認(rèn)為源站點(diǎn)有故障,便可將該幀的滿/空位置為空,并釋放空時(shí)槽。時(shí)槽尾部的兩個(gè)控制位是提供給DTE高層協(xié)議使用的,在媒體訪問(wèn)控制層中沒(méi)有意義。
需要特別指出的是,在時(shí)槽環(huán)媒體訪問(wèn)控制方法中,每個(gè)站點(diǎn)每次只能傳送一個(gè)幀,若想要傳送另一個(gè)幀,則首先必須釋放傳輸前一幀所用的時(shí)槽。這種對(duì)環(huán)的訪問(wèn)方法體現(xiàn)了公平性,并被各個(gè)互連的站點(diǎn)所共享。
時(shí)槽環(huán)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,節(jié)點(diǎn)間相互干擾少、可靠性高。但是,時(shí)槽環(huán)為保持基本環(huán)結(jié)構(gòu)需要一個(gè)特定的監(jiān)控站節(jié)點(diǎn);由于繞環(huán)一周時(shí)間內(nèi),每個(gè)站點(diǎn)只能占用一個(gè)時(shí)槽,若某站點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)較長(zhǎng)要占用多個(gè)時(shí)槽,而此時(shí)環(huán)上只有該站有數(shù)據(jù)要發(fā)送,則許多時(shí)槽都是空循環(huán);另外,每個(gè)40位長(zhǎng)的時(shí)槽只能攜帶16位有效數(shù)據(jù),開(kāi)銷大、效率低。相比之下,令牌環(huán)中的某個(gè)站點(diǎn)得到控制令牌后,就可將包括多個(gè)字節(jié)的信息幀作為一個(gè)整體進(jìn)行發(fā)送,所以效率比時(shí)槽環(huán)高。
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