令牌环网

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1、令牌环网令牌环网Token Ring NetWork令牌环网 Token Ring NetWork 令牌环是针对令牌传递环形网络制定的电气电子工程师协会(IEEE)8025 标准，它可以按照一种星形拓扑进行配置。IBM 在八十年代中期将第一个 4Mbps 的令牌环网络推向市场，于是就可以使用这种标准了。虽然这种网络在物理上看似一种星形结构，信号在网络上的传输却是从一个站点到下一个站点的。因而，布缆的配置和设备的增加或减少必须保持逻辑环。连接到中央集线器的工作站被称为多站点访问单元(MAU)。将多个集线器连接在一起，可以建立大型多站点网络。这个集线器本身包含一个“折叠环(collapsed ri

2、ng)” ，如图 T-6 所示。如果一个工作站失效了，MAU 立即旁路这个站点，就可以维持这个网络的环。注意，没有连接的站点是被旁路的。图 T-7 示意了对附加 MAU 的安装情况。为与其它 MAU 进行连接，在每个 MAU 上提供了一个环内和一个环外电容。当一个 MAU 按照这种方式进行连接时，就保持了这个环的模式。由于这条电缆包括多个电线对，于是如果这条电缆在某处被切断，就导致这个环在自身上返回，如图 T-8 所示。信号将简单地在反方向再进行路由选择，产生了一个回路返回电缆配置。使用中继器以扩展令牌环网络的距离。图 T-9 示意了如何在一个大的办公室或多层建筑物中进行令牌环网配置。主环以一

3、种圆圈的形状将所有的 MAU 连接在一起。可以使用的 IBM 令牌环卡有 4Mbps 和 16Mbps 两种版本。16Mbps版本采用了增加帧长度的技术，它传输相同数量的数据只需要较少的时间。现在可以从许多厂商处获得跟随 IEEE8025 标准，并使用在 IBM 设计上进一步扩展的连接方式的令牌环网。无屏蔽双绞线电缆与 16 端口的 MAU 现在很普及。另外，可以从一些厂商处获得两端口和四端口集线器。这些集线器从八端口 MAU 处分支出来，并向一个机群中的两个或多个工作站提供连接。非 IBM 厂商也生产包括附加端口、失效检查功能和管理功能的 MAU 设备。在小型计算机和大型计算机系统中也可以使

4、用令牌环连接。图 T-8 如果 MAU 的一条电缆切断了，这个网络通过使用电缆中的一组冗余电线形成一个回路返回，从而保证这个网络可以继续工作。图 T-9 中，大型令牌环网络包括一个可以跨越整个机构的环。IBM 令牌环允许下列电缆类型：类型 1 一种双绞线 22AWG 电线的屏蔽电缆。类型 2 一种音频/数据屏蔽电缆。对数据，需要双绞线 22AWG 电线；对音频需要 26AWG 电线的四双绞线，外加屏蔽保护。类型 3 包括四个实心非屏蔽双绞线 22 或 24AWG 电缆。为在令牌环网络上使用，需要一个介质过滤器。类型 5 光纤(100/140micron)缆线(两股)。类型 6 可弯曲的屏蔽双绞

5、线 26AWG 线路的插线电缆(patch cable)。限制距离为类型 1 的三分之二距离。插线电缆将一台 PC 连接到另外一台设备或一个墙壁插口上。类型 8 为在地毯下使用的屏蔽双绞线 26AWG 缆线。限制距离为类型 1 的一半。类型 9 屏蔽双绞线 26AWG 通风防火电缆。限制距离为类型 1 的三分之二距离。虽然类型 1 屏蔽电缆是最经常使用的电缆，但是类型 3 也常使用。虽然类型 3 不用于 16Mbps 的令牌环卡，但是已经实现了一种规范可以使它用于这个工作。下面介绍使用类型 1 的标准令牌环网络的部件。令牌环适配器 可获得的令牌环卡有 4Mbps 和 16Mbps 两种型号。如

6、果在 4Mbps 的网络上使用了 16Mbps 的卡，它就转换到 4Mbps 进行操作。在 16Mbps 网络上必须运行 16Mbps 波特率的网卡。用于无盘工作站的令牌环卡将需要一个远程自举芯片。多站点访问单元(MAU)MAU 使用网络适配器连接八个或更多的工作站。它可以互联多达 12 个 MAU 设备。可以从一些厂商获得具有一定数目端口和诊断功能的 MAU。令牌环适配器电缆 令牌环电缆通常在网络接口卡的一端有一个九针连接器和一个插进 MAU 的特殊类型 A 数据连接器。适配器电缆通常仅有 8 英尺长，但是可以使用插线电缆将它们扩展到 150 英尺。也可以从一些厂商获得电话型电缆和适配器。插

7、线电缆 插线电缆扩展 MAU 到工作站的距离，或将两个或多个MAU 设备连接在一起。在 IBM 系统，它们必须是 150 英尺范围内的任何长度的类型 6 电缆，并且在使用时，它们将工作站对 MAU 的距离减少一半。连接器(或称为接插件)类型 1 电缆使用 IBM 布缆系统类型 A 数据连接器，它们是同时性连接器。可以通过轻轻一插就将一个类型A 接插件与另外一个接插件直接相连。介质过滤器 当使用类型 3 电话绞线电缆时，需要在工作站上使用一个介质过滤器，它对电缆接插件进行转换并减少线缆噪音。接插板 在 MAU 和与电话接插块之间连接电缆时，接插板是很有用的。可以使用标准的电话接插件将这个接插板连

8、接到这个接插块。另外一种方法是，直接用电线将 MAU 连接到接插块。在一个令牌环上的最大站点的数目是：对屏蔽电缆为 260，对非屏蔽电话绞线电缆是 72。当使用类型 1 电缆时，从工作站到 MAU的最大距离是 101 米(330 英尺)。这里假设这条电缆是一个连续的段。如果使用插线电缆将多个电缆段联合在一起工作站对 MAU 最大的距离是 45 米(150 英尺)。如果使用多个 MAU，它们必须连接在一起，并在一个地方用电缆连接。令牌环网的本质决定了计算它的最大长度是一件非常复杂的事情。这个局域网的总长度可能因为每个站点的登录情况而改变。例如，如果通过一条 8 英尺插线电缆相连的站点进行登录，那

9、么就在总的环距离上增加了 16 英尺。这是因为从 MAU 输出到这个工作站的信号，然后还返回这个 MAU 再到下一个站点。任何人如果希望在很广的区域为 IBM 令牌环网布缆，他就需要进一步参考 IBM 在这个问题方面的出版物。这些出版物可以从 IBM的销售商那里获得。如果使用了其它厂商的产品，就需要参考他们的说明书。Black Box、Andrews，Star-Tek、和 Nevada-Western 是提供非 IBM 令牌环产品的厂商，他们都有非常好的说明书和规划指南。Token Ring Frames 令牌环帧图 T-10 示意了两种令牌环帧的格式。上面的帧用于令牌，下面的帧用于传输数据或

10、控制信息。下面介绍这些帧中域的情况。起始符 说明数据的开始。它是一个独用的代码，以示与其它数据的区别。访问控制 包含这个帧的优先级，以及需要保留的一些令牌信息。如果还有其它的帧具有较低的优先级，其它的站点就会赋予这些保留信息。帧控制 定义帧的类型，可以是介质访问控制(MAC)信息，也可以是终点站点的信息。如果这个帧是一个 MAC 帧，那么所有这个令牌环上的站点都阅读这个信息。如果这个帧包含信息，它就仅被目的站点阅读。目的地址 将接收这个帧的站点的地址。这个帧可以被编址送到这个令牌环上的所有站点。源地址 发送这个帧的站点的地址。数据 包括数据的“原样(playload)” 。如果这个帧是一个 M

11、AC帧，这个域可能包含附加控制信息。帧检查序列 包括错误检查信息，以保证接收方的接收帧的完整性。结束区分符 指示这个帧的结束。帧的身份 提供是否一个或多个令牌环的站点识别了这个帧，是否这个帧被复制了，或是否不可抵达目的站点等的指示信息。在令牌环网络，一个站点拥有了一个令牌并改变一位，将这个令牌转变为一个帧的开始序列(SFS)。在这个令牌上，有一个域被工作站指明为进行传输所需的优先级类型。这种优先级的设置基本上是一次对将使用这个令牌的站点的请求。其它站点将这个站的优先级级别与自己的优先级级别进行比较。如果这个工作站的优先级比它们高，它们就允许这个工作站继续使用这个令牌一段时间。如果可能，其它工作

12、站可以获取更高的优先级别。连接在这个令牌环上的工作站，将分组传送给它们下游的邻居。于是，每个工作站都象一个中继器。当一个新的站点连进这个网络时，它通过一个起始过程就成为了这个令牌环的一部分。这个过程需要检查是否有重复地址，并且它的存在告知它的邻居。活跃监督器(active monitor)的地位被授于这个网络中的工作站之一。通常在这个局域网建立时，授予为第一个工作站。这个活跃监督器观察整个网络，并检查问题，例如提交帧时的错误，或由于一个工作站的失效，需要在 MAU 中旁路这个工作站。这个活跃监督器基本上保证了网络有效无错地运行。如果这个活跃监督器失效了，可以用另外一个工作站顶替它，并通过传送“宣布令牌”来开始它的工作。相关条目：Network 网络；Token and Token Passing Access Methods 令牌和令牌传递访问方式；Topology 拓扑结构。