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自考局域网技术与组网工程笔记串讲七

发布时间:2020-09-13 19:42:31

环网

目前常用的环网包括令牌环网和光纤分布式数据接口两种。

5.1 概述

1.以太网(10BASE5、10BASE2)的不足:

(1)不适应重负荷应用环境;

(2)无实时性能和优先权机制;

(3)在拓扑结构为公共总线的以太网上,媒体使用光纤比较困难;

(4)共享型以太网的覆盖范围受限于冲突域,无法进一步拓展。

2.环网的优点:

(1)适应重负荷应用环境;

(2)具有实时性能和优先权机制;

(3)环网的媒体可以使用光纤;

(4)覆盖范围较大,可达数十公里。

5.2 令牌环网媒体访问技术

5.2.1 令牌环操作

(1)令牌环技术的基础是使用了一个称之为令牌的特定比特串,当环上所有的站都处于空闲时,令牌沿着环旋转。

(2)当某站想发送帧时,必须等待直至收到空令牌才可发送。

(3)在轻负荷时,效率较低;

(4)在重负荷时,既公平又有效,各站按顺序发送。

5.2.2 MAC帧

1.帧格式

SD帧首定界符(1个8位位组)AC访问控制(1个8位位组)FC帧控制(1个8位位组)DA目的地址2~6个8位位组)SA源地址2~6个8位位组)INFO 信息0或多个8位位组)FCS 帧检验序列 (4个8位位组)ED帧尾定界符(1个8位位组)FS帧状态(1个8位位组)帧首序列 I FCS作用范围 I 帧尾序列

2.令牌格式

SDACED

3.帧首定界符(SD)

JK0JK000

J—非数据,与发送的“0”、“1”不同的编码,

K—非数据,与发送的“0”、“1”不同的编码,

4.访问控制(AC)

PPPTMRRR

PPP—优先级比特,共有8级优先级。当某站发送优先级为n的帧时,它必须等待,直到截获了优先级比n小或者等于n的空令牌,这九保证了高优先级的帧有更多的机会发送帧。为了避免各站将优先级抬高,在将令牌提升的站,发送完数据后,必须将令牌减下来。

T—令牌比特:令牌时,T=0;传输帧时,T=1。

M—监控比特:令牌环的维护是一种集中式管理,由一个监控站来管理,用于防止持久的数据帧或令牌帧,从令牌到帧时,M比特的数字转换。

在源站发出某帧时,,M=0,当一个帧第一次经过监控站时,M被置为1,当M=1的帧再次经过监控站时,该帧即被清除。

保证环路的最小时延,令牌的长度为24字节,这就要求环路至少应能容纳24比特,如长度不够,监控站就插入延时比特。

为了保证令牌的不丢失,每个监控站都设有一计时器,它设置为最长令牌持有时间,当在此时间内没有收到令牌时,即判定令牌丢失,这时监控站收回环路上的数据(若有),并发出一个新令牌。

RRR—预留比特

5.帧控制(FC)

FFZZZZZZ

FF=01 LLC数据帧

FF=00 MAC控制帧

当FF=00 时,ZZZZZZ 指出的是MAC帧的类型

6.帧尾定界符(ED)

JK1 JK1IE

J—非数据

K—非数据

I—中间帧比特(I=1,后面还有帧;I=0,后面没有帧了)

E—差错检验比特,检测出错,将E置位。

7.帧状态(FS)

ACrrACrr

A—地址识别比特,识别出地址,将A置位,否则,将A不置位;

C—帧已复制比特,帧已复制,将C置位,否则,将C不置位;

r—预留比特,一般置为“0”。

由于帧状态在FCS之外,因此重复一次,进行检错。

8.地址字段(MAC)

(1)源地址字段中的第一个比特总是为“0”。

目的地址中的第一个比特置成“0”,表示一个单地址;

目的地址中的第一个比特置成“1”,表示一个组地址;

全“1”的组地址是对环上所有工作的站的广播地址。

(2)对于48比特的地址字段,将其源和目的地址字段中的第2个比特置为“0”,表示是一全局管

理地址;

置为“1”,表示局部管理地址;

16比特地址:

15bit

I/G

16比特局部管理格式:

7bit环编号8bit站编号

I/G

48比特地址:

46bit地址

I/G U/L

48比特局部管理格式:

14bit环编号32bit站编号

I/G U/L

注意:令牌环规定使用屏蔽双绞线。

5.2.3 MAC基本操作

(1)一个站要发送,要等到令牌经过,它由AC字段中的令牌比特置为“0”来表明空令牌,被捕获得令牌的ED字段被该站吸收和丢弃;

(2)然后将其他都接在后面发送;

(3)该站可以连续地发送直到无数据或到令牌计时器满为止。(将ED字段中的I置为“1”)。

各站的情况:

每个站引入一比特的时延,

每个站都对通过帧进行差错检查,如果出错,就将ED字段中的E置位

每个站检测目的地址,如果是本站地址,就将A比特置“1“;

如果该站有足够的空间,就复制该帧,并将C比特置“1”。

源站能区别以下三种情况:

(1)目的站不存在/未被复制;

(2)目的站存在但帧未被复制;

(3)帧已被目的站复制。

发出帧的站应该将该帧从环上清除。

如果报告有错,MAC并不再重传,这是LLC层协议的职责。

5.3 差分曼彻斯特码

标准规定使用的数据速率是:4Mbps或16Mbps,采用曼彻斯特编码,编码规则为:“0”为比特时间开始和中间均跳变,“1”只在比特中间跳变。

J——比特开始时没有跳变,

K——比特开始时有跳变。

5.4 FDDI网媒体访问控制技术

5.4.1 FDDI 标准的范围

FDDI 标准的包含了MAC子层和物理层。标准分为四部分:

(1)媒体访问控制(MAC)

(2)物理层协议(PHY)

(3)物理媒体相关子层(PMD)

(4)层管理(LMT)

5.4.2 令牌环操作

注意:令牌环网与FDDI存在的差别:

(1)FDDI并不是通过改变一个比特来抓住令牌的;

(2)FDDI在一个站完成其帧发送后,即使尚未开始收到它发送的帧,也立即送出一新令牌,在环上可以有多个帧。