_3.9 _________IEEE 802.4与令牌总线网

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1、令牌总线网按与令牌环同样的原理进行工作，但在物理上却是一个总线网，它遵循IEEE802.4协议。在令牌总线网中，物理总线上的站点在逻辑上被组织成一个环。令牌在其间传递，一个站点想发送数据须等待令牌的到达。3.9IEEE802.4与令牌总线网PS=1PS=7PS=3PS=5PS=4NS=5NS=4NS=7NS=3NS=1总线令牌环说明：蓝色帧为令牌帧，绿色帧为数据帧。令牌帧按站点序号由高到低依次轮询。令牌总线网特点：物理上是总线网，逻辑上是令牌网应用：工厂自动化和过程控制(适合总线状的装配线，并具有可预测的

2、时延，能满足实时处理要求)物理层：传输媒体为75宽带同轴电缆，基带信号需要调制数据速率1Mbps、5Mbps或10Mbps；逻辑环中，按照地址从高到低的顺序进行排列，最低地址后面紧接着是最高地址。环中每个站都只知道它的本站地址(TS)、直接前趋(PS)和直接后继(NS)的地址。令牌是按照环中排列顺序进行传递的，当一个站发完数据后，在令牌中填入其后继站的地址，并传给后继站。依此，令牌在逻辑环中循环流动，各站轮流发送，没有冲突。由于总线是广播介质，因此，令牌带有地址。①环初始化。系统启动时逻辑环并不存在，须

3、通过环初始化建立逻辑环；②站的动态插入和删除。周期性地给未加入环的站点插入到逻辑环适当位置的机会，同时实现站的动态删除；③故障处理。当网络出现令牌丢失、地址重复、产生多个令牌等错误时，必须进行相应处理。令牌总线网须解决的问题※令牌总线采用的优先级策略※令牌总线定义了四种优先级，从低到高依次为0,2,4,6，优先级为6的幀总是优先发送的，但为防止某个站独占网络带宽，规定每个站有一个最大令牌持有时间，超过这个时间便不能再发，必须将令牌传递给下一个站。每个站内都有四个队列对应这四个优先级。每个优先级队列持有的令

4、牌时间是不同的。只有当优先级为6的数据没有用完分配给它的带宽时，下一个优先级的数据才有机会发送，发送时当然也是按优先级从高到低的顺序来。因此，只要合理设置优先级为6的队列的令牌持有时间和令牌循环时间，并将需要实时传送的数据的优先级设为6，就可保证这些数据在预计时间内到达，从而可以用于实时系统。IEEE802.4幀结构※前同步码：与IEEE802.3相同幀首（尾）定界符：与IEEE802.5相同帧控制:用于区分数据幀还是控制幀（令牌幀或逻辑环维护幀）。若是数据帧，则为该帧的优先级及要求接收站应答的指示；若是

5、控制幀，则标识控制帧类型（令牌幀或各种类型的维护幀）目的地址、源地址：与IEEE802.3相同数据部分长度：2字节地址时为最大8182字节，6字节地址时为最大8174字节FCS:与IEEE802.3相同优点：协议简单、安装容易、总线可靠性高，在局域网中获得了广泛应用。该协议给用户提供均等的访问权，在轻负载情况下，CSMA/CD有良好的延迟特性和吞吐能力。缺点：必须进行冲突检测，而且对最小帧长度有一定限制，因而对短报文存在带宽浪费现象。CSMA/CD随负载的增加，冲突增加，性能迅速下降。由于随机竞争发送和延

6、迟等待，无法预知数据传输的最大延迟，又没有优先级，因此不适用于实时系统。CSMA/CD三种局域网的比较令牌环优点：可使用多种传输介质，可采用全数字技术，支持优先级，支持短帧；将令牌环网做成星形环可自动检测和隔离电缆故障；在高负载下可以获得很高的传输效率。缺点：在低负载下时延较大；由于采用集中式控制，对监控站的可靠性要求较高。三种局域网的比较令牌总线优点：具有极好的吞吐能力，而且其吞吐量随数据传输速率增加而增加，并随介质饱和而稳定下降。它不需冲突检测，可以调节对介质的访问权，既可以公平地访问，又可以提供优先

7、级，而且可以预知数据在网中的最大延迟，适用于实时系统。缺点：要进行逻辑环的维护，而且物理层规范复杂，在轻负载情况下可能要等待许多无用的令牌帧传递，从而减少了对信道的利用率。三种局域网的比较比较的结论在很重的负载下IEEE802.3局域网彻底不能用，而基于令牌的局域网则可达到接近于100％的效率。若负载范围是从轻到中等，则三种局域网都能胜任。从市场情况看，以太网拥有最大的市场，而令牌总线网则很少使用。