在令牌总线局域网络中，当逻辑环被破坏时，就要运行逻辑环维护算法。
The maintenance algorithm must be invoked, if the logical ring of the token bus LAN is broken.
利用位长度因素，本文推导了令牌总线和令牌环的简单吞吐性能模型。
By means of the bit length factor, the simple data throughput models of the Token Bus and Ring are derived.
ARCNET总线是一种令牌环式总线，具备高速性和延时可测性，非常适用于构成分布式的自动控制系统。
ARCNET is a token passing bus which has high transmission speed and predictable delay time. It's a good choice to build distributed control system.
ARCNET总线是一种令牌环式总线，具备高速性和延时可测性，非常适用于构成分布式的自动控制系统。
ARCNET is a token passing bus which has high transmission speed and predictable delay time. It's a good choice to build distributed control system.
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自考局域网考核知识点之令牌总线媒体访问控制
来源：233网校&&&【233网校：教育考试门户】&&&日
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4.5 令牌总线媒体访问控制 &&&& 前面介绍过的CSMA/CD媒体访问控制采用总线争用方式,具有结构简单、在轻负载下延迟小等优点,但随着负载的增加,冲突概率增加,性能将明显下降。采用令牌环媒体访问控制具有重负载下利用率高、网络性能对距离不敏感以及具有公平访问等优越性能,但环形网结构复杂,存在检错和可靠性等问题。令牌总线(Token Bus)媒体访问控制是在综合了以上两种媒体访问控制优点的基础上形成的一媒体访问控制方法,IEEE802.4提出的就是令牌总线媒体访问控制方法的标准
4.5.1令牌总线工作原理
&& 令牌总线媒体访问控制是将局域网物理总线上的站点构成一个逻辑环,每一个站点都在一个有序的序列中被指定一个逻辑位置,序列中最后一个站点的后面又跟着第一个站点。每个站点都知道在它之前的前趋站和在它之后的后继站的标识,如图4.16所示。
&& 从图中可以看出,在物理结构上它是一个总线结构局域网,但是在逻辑结构上,又成了一种环形结构的局域网。和令牌环一样,站点只有取得令牌,才能发送帧,而令牌在逻辑环上依次(A→D→B→C→A)循环传递。&& 在正常运行时,当站点做完该做的工作或者时间终了时,它将令牌传递给逻辑序列中的下一个站点。从逻辑上看,令牌是按地址的递减顺序传送至下一个站点的,但从物理上看,带有目的地址的令牌帧广播到总线上所有的站点,当目的站识别出符合它的地址,即把该令牌帧接收。应该指出,总线上站点的实际顺序与逻辑顺序并无对应关系。&&& 只有收到令牌帧的站点才能将信息帧送到总线上,这就不像CSMA/CD访问方式那样,令牌总线不可能产生冲突。由于不可能产生冲突,令牌总线的信息帧长度只需根据要传送的信息长度来确定,就没有最短帧长度的要求。而对于CSMA/CD访问控制,为了使最远距离的站点也能检测到冲突,需要在实际的信息长度后添加填充位,以满足最短帧长度的要求。&& 令牌总线控制的另一个特点是站点间有公平的访问权。因为取得令牌的站点有报文要发送则可发送,随后,将令牌传递给下一个站点;如果取得令牌的站点没有报文要发送,则立刻把令牌传递到下一站点。由于站点接收到令牌的过程是顺序依次进行的,因此对所有站点都有公平的访问权。&&& 令牌总线控制的优越之处,还体现在每个站点传输之前必须等待的时间总量总是"确定"的,这是因为每个站点发送帧的最大长度可以加以限制。当所有站点都有报文要发送,最坏的情况下,等待取得令牌和发送报文的时间,等于全部令牌和报文传送时间的总和;如果只有一个站点有报文要发送,则最坏情况下等待时间只是全部令牌传递时间的总和。对于应用于控制过程的局域网,这个等待访问时间是一个很关键的参数。可以根据需求,选定网中的站点数及最大的报文长度,从而保证在限定的时间内,任一站点都可以取得令牌。&& 令牌总线访问控制还提供了不同的服务级别,即不同的优先级。&& 令牌总线的主要操作如下:
　　(1)环初始化,即生成一个顺序访问的次序。网络开始启动时,或由于某种原因,在运行中所有站点不活动的时间超过规定的时间,都需要进行逻辑环的初始化。初始化的过程是一个争用的过程,争用结果只有一个站能取得令牌,其它的站点用站插入的算法插人。&&& (2)令牌传递算法。逻辑环按递减的站地址次序组成,刚发完帧的站点将令牌传递给后继站,后继站应立即发送数据或令牌帧,原先释放令牌的站监听到总线上的信号,便可确认后继站已获得令牌。&&& (3)站插入环算法。必须周期性地给未加入环的站点以机会,将它们插入到逻辑环的适当位置中。如果同时有几个站要插入时,可采用带有响应窗口的争用处理算法。&&& (4)站退出环算法。可以通过将其前趋站和后继站连接到一起的办法,使不活动的站退出逻辑环,并修正逻辑环递减的站地址次序。&&& (5)故障处理。网络可能出现错误,这包括令牌丢失引起断环、重复地址、产生多个令牌等。网络需对这些故障做出相应的处理。
来源:233网校-责编:yunyun&&&
6月8日 16:36
2013上半年软考成绩什么时候出来啊
5月27日 17:0
马上加入【软考帮帮团】啦，考后来讨论2013年5月期货从业资格考试《期货法律法规》试题和答...
5月23日 17:25
有考程序员的同学吗？大家交流交流哦~
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4月16日 16:0
根据《2013年度专业技术人员资格考试计划及有关问题的通知》得知，2013年上半年软考时间...
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自考计算机网络原理课后答案
导读：试计算该局域网的有效数据传输速率（不包括开销），计算一个1000比特的帧从发送开始到接收结束的最大时间是多少？若两相距最远的站点，试计算：（1）两站点间链路的位长度为多少位？（2）整个环路的有效位，但IEEE802.3总线网在网络负载增加时，大量的冲突会引起网络性能下降，里以内,网络规模不易扩充.，这种网络用户使用得比较少，中心的令牌网是唯一的可以自动检测和隔离网络故障的局域网，监控站成为网络
10、标准10Mbps802.3LAN的波特率率是多少?
10BASE-F是802.3中关于以光纤作为介质的系统的规范。该规范中，每条传输线路均使用一对光纤，
每条光纤采用曼彻斯特编码传输一个方向上的信号。每一位数据经编码后，转换为一对光信号元素，所
以，一个10Mbps的数据流实际上需要20Mbaud 的信号流。
11、一个1km长的10Mbps的ＣＳＭＡ／ＣＤ局域网(不是IEEE802.3)，其信号传播速度为200m/us。数据
帧长度为２５６比特，其中包括32比特首部、校验收以及其它开销。传输成功后的第一个时隙被留给接
收方，用来使接收方捕获信道并发送一个３２比特的确认帧。假定没有冲突，试计算该局域网的有效数
据传输速率（不包括开销）。
所以，有效数据传输速率 ＝(256-32)/33.8 ，大约等于6.63Mbps。
12、为什么CSMA/CD有最短帧长的要求？
为使CSMA/CD协议正常操作，需要维持一个最短帧长度，必要时可在数据字段之后、帧校验序列
FCS之前以字节为单位添加填充字符。这是因为下在发送时产生冲突而中断的帧都是很短的帧，为了能
方便地区分出这些无效帧，ＩEEE802.3规定了合法的MAC帧的最短帧长。
13、简述非坚持、1-坚持及P-坚持算法的特点？
非坚持CSMA的基本思想是：当一个节点要发送数据时，首先监听信道；如果信道空闲就立即发
送数据；如果信道忙则放弃监听、随机等待一段时间，再开始监听信道，在监听信道忙后将放弃监听，
这样就减少了多个节点等待信道空闲后同时发送数据导致冲突的概率。非坚持CSMA也使得数据在网
络中的平均延迟时间增加了。
－坚持CSMA的基本思想是：当一个节点要发送数据时，首先监听信道；如果信道空闲就立即
发送数据；如果信道忙则等待，同时继续监听直至信道空闲；如果发生冲突，则随机等待一段时间后，
再重新开始监听信道。当监听到信道忙后，继续坚持监听信道；当监听到信道空闲后，其发送数据的
概率为１，即立即发送数据。信号传输延迟对1－坚持CSMA协议的性能影响很大，即使不考虑传输
延迟，1－坚持CSMA协议也可能产生冲突。
P－坚持CSMA用于时分信道，其基本思想是，当一个节点要发送数据时，首先监听信道；如果信
道忙则坚持监听到下一个时隙；如果信道空闲，使以概率Ｐ发送数据，以概率1-P推迟到下一个时隙；
如果下一个时隙信道仍然空闲，则仍然以概率Ｐ发送数据，以概率1-P推迟到下一个时隙；这种过程一
直持续下去，直到数据被发送出去，或因其它节点发送而检测到信道忙为止，若是后者，则等待一段随
机的时间后重新开始监听。P－坚持CSMA的性能依赖于概率Ｐ的选取。
14、长1km、10Mbps的基带总线ＬＡＮ，信号传播速度为200m/us，计算一个1000比特的帧从发送开始到
接收结束的最大时间是多少？若两相距最远的站点在同一时刻发送数据，则经过多长时间两站发现冲
15、100个站点的时槽环，任意两站间的平均距离为10m，数据传输速率为10Mmps，信号传播速度为 200m
/us ，若每个站引入1位延迟，试计算：（1）两站点间链路的位长度为多少位？（2）整个环路的有效位
长度为多少位？（3）此环上最多允许有几个37位长的时槽？
16、当数据传输速率为5Mbps，传播速度为200m/us 时，令牌环接口中的一个比特时延等价于多少米的电缆？
17、长1km、10Mbps、50个站点的令牌环，每个站点引入1位延迟，信号传播速度为200m/us。令牌长8
位，数据帧长度为256位（包括32位开销），确认在数据帧捎带，问该环不包括开销的有效数据速率为
18、长10Km、16Mbps、100个站点的令牌环，每个站引入1位延迟，信号传播速度为200m/us。问：(1)该
环上1位的延迟相当于多少米长度的电缆？（2）该环的有效位长度为多少位？
19、长1Km、4Mbps、50个站点的令牌环，每个站引入1位延迟，信号传播速度为200m/us。设数据帧最大
长度为100 字节，问该环上检查令牌丢失的超时计数器的值至少设置为多少微秒？
20、一个10Mbps的令牌环，其令牌保持计数器的设置值为10us，在此环上可发送的最长帧为多少位？
21、简述802.3LAN、802、4LAN及802、5LAN的特点。
IEEE802.3总线网由于结构简单、安装容易、协议简单及总线可靠性高而成为应用取为广泛的局域
网，在轻负载时可以获得很好的延迟特性，甚至可以达到零延迟。
但IEEE802.3总线网在网络负载增加时，大量的冲突会引起网络性能下降；随机争用和退避等待机
制无法预知数据传输的最大延迟，也不提供优先级支持，因此不适用实时系统；大量使用模拟器件和模
拟技术（如用于载波监听及冲突检测的收发器），增加了设备的复杂性及不可靠性；为了进行冲突检测必
须限制帧的最小长度，处理短帧时需要添加一定的填充字符，增加了额外开销;电缆长度被限制在2.5 公
里以内,网络规模不易扩充.
IEEE802.4令牌总线网使用可靠性较高的宽带同轴电缆,可以同时支持多个通道,使用令牌轮换发送权
以避免冲突,在重载下可以获得很高的传输效率;采用公平的优先级机制,保证各种优先级的数据都能占有
一定的带宽发送,并可预知数据传输的最大延迟,适用于实时系统;不需限制帧的最小长度,但对最大帧长有
. 但IEEE802.4 令牌总线网也使用大量的模拟设备和技术(如调制解调器、宽带放大器等)，设备复杂
而且代价昂贵；即使低负载进也必须等待令牌才能发送，延迟特性较差；采用分布工的控制策略，协议相
当复杂；这种网络用户使用得比较少。
IEEE802.５令牌环网使用点-点的连接，可以使用多种传输介质，而且可以采用数字技术；使用线路
中心的令牌网是唯一的可以自动检测和隔离网络故障的局域网；支持优先级，支持短帧，最大帧长只受令
牌待有时间限制，在重负载下可以获得很高的传输效率。
但IEEE802.５令牌环网在低负载下时延较大，这与令牌总线网相同；它的优先级策略对低优先级不
公平；采用集中式控制，对监控站的可靠性要求较高，监控站成为网络中最为脆弱的部分。
22、在令牌总线中，如果某一个站点在接到令牌后随即崩溃，将会出现什么问题？应如何解决所出现的问题？
当令牌持有站出现崩溃时，就会造成令牌丢失，其表现是总线没有站点发送数据。每个站点利用不活
动计时器来计算总线空闲的时间，每当总线上出现信号时即复位计时器，而当计时器超时时，即发送一个
“Ｃlaim_Token”控制帧，进行初始化。
23、在图8-21所示的DQDB系统中，从起始状态开始，假设节点C、A、B要发送数据，3个节点以此顺序
发送向上的请求且在此之前没有数据传送，写出每一次请求和每一次数据传输后每个节点RC和CD的
变化情况。
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核心提示：　　令牌总线和令牌环按同样的原理进行操作，网络中各站点逻辑地组织成一个环，令牌绕环在它们之间接力传递。一个站点想要发送数据就必须等待令牌到达；但是在这
　　令牌总线和令牌环按同样的原理进行操作，网络中各站点逻辑地组织成一个环，令牌绕环在它们之间接力传递。一个站点想要发送数据就必须等待令牌到达；但是在这里，各站点之间的通信是通过一条公共总线，如同以太网那样。重要的是，这种有序竞争的传输方式不会在总线上产生冲突。
　　令牌总线网络产生于美国通用汽车公司开发的制造自动化协议MAP；这是一个用于工厂计算机集成制造系统的网络协议。其中在要求实时性应用的场合，将令牌思想延用到总线拓扑结构中，定义了令牌总线协议，并成为IEEE802.4局域网标准。
　　令牌总线网络在工厂自动化、过程控制以及需要实时处理的应用中得到主要支持。公共总线结构可以实现生产流水线和产品装配线上的计算机设备节点接入，但是实时环境不适合采用CSMA／CD协议，一个节点数据无法预期的延迟，使流水线的流程没有确定性。令牌环网可以满足实时性和确定性要求，但是，物理环不符合流水线那样的线性组织结构；因此，解决方案就是在网络线性组织分布上采用逻辑环访问协议来使每个站点具有确定的令牌等待时间。
　　假定总线上的站点均由P057单片机构成，其站地址分别为01H、08H、23H、45H。系统不采用主从访问方式而采用令牌方式进行通信。逻辑环上相邻的编号站点，物理位置不一定相邻。例如，逻辑环顺序（按地址）可以为：
　　45H&23H&08H&01H&45H；也可以为：
　　08H&45H&01H&23H&08H。这与站点在总线上的物理位置无关。
　　与令牌环协议一样，获得令牌的站点得到发送权，它可以向其它站点发送数据，总线上其它站点都处在接收状态，与发送帧地址匹配的站点复制数据，是否需要应答，协议设计中均应规定：
　　1.&不要求接收站响应
　　2.&要求接收站响应
　　在现场总线中，由于传输可靠性很高，而实时性显得重要。因此，多使用&&。获得令牌的站点发送完数据后，不等待接收站的响应，就将令牌传递给它的后继站。如果持有令牌的站没有数据要发送，它就直接将令牌传递给他的后继站，如此循环反复。
　　以下通过实验来理解令牌总线网的实际操作。
　　$&总线上的令牌
　　位于总线上的任一站点，要进行令牌接力，必须知道自己的前驱和后继，即自己的上游逻辑相邻节点和下游逻辑相邻节点。（谁传递给我，我传递给谁。）这一点与令牌环形网之间明显不同。因此，令牌总线逻辑环的操作比令牌（物理）环网络要多考虑一些细节。
　　&&&&实际上由于令牌技术算法的公平，无论逻辑顺序如何，环路中所有站点获得发送的机会相等。
　　回顾主－从访问机制，主站轮询从站时，相当于依次发给从站令牌，当一个令牌总线控制帧中，控制字节内容为10H时，表示该帧为令牌帧。在站点地址匹配条件下，令牌帧的接收者拥有令牌，允许发送数据或传递令牌。
　　以下实验演示一个令牌在总线上环绕的情景。由于逻辑环上的一个站点只需关心它的前驱和后继，与其它站点无关。因此，各站点的相关处理程序中只有3个不同地址，其他部分都一样。这3个地址是前驱地址PS、本站地址TS、后继地址NS。一个持有令牌的的站点TS必须知道自己的后继才可以把目的地址NS放入令牌帧中；一个TS站点必须知道自己的前驱才可能进行申请加入环或离开环这样的逻辑操作。
　　&实验&令牌总线
　　图2是本实验自定义的令牌总线帧格式。（这可以看作是一个自我设计协议的内容。）帧中所有字段与HDLC基本帧相似，其中接收站目标地址DA相映于HDLC帧中的从站地址A；由于总线上所有站点是对等站点，不存在主站，因此必须指明发送站源地址SA；帧控制FC相映于HDLC帧中的控制字段C，SA在信息字段I中定义，FCS与HDLC基本帧中校验字段相映。
　　实验步骤：
　　1.&01H站运行程序TBUS.ASM，将令牌投入逻辑环中。由各站点LED1可以观察到令牌轮转情况，逻辑环顺序为01H&45H&08H&23H&01H。
　　实验结束。
　　实验程序如下：&
　　1.&实际令牌绕环轮转一周大约1ms。（注意不是Profibus。）
　　2.&一个逻辑环的顺序，仅由环中各站点的固定地址TS和后继NS决定。对于给定的系统，TS、NS容易确定。
　　对于动态变化的系统，完善的设计是建立一个包含多项不同顺序逻辑环的表格，系统运行中，根据不同条件查询表格，按表格所列相应项逻辑环进行循环。
　　Profibus把总线上一些智能程度高的节点（像PLC）设置为主站，智能程度低的节点（像仪表、执行器）设为从站。主站得到令牌后，对它所管辖的从站进行轮询，然后把得到的数据传递给下游主站。这是它与众不同的地方。这样做显然比所有节点都加入逻辑环的做法系统可靠性高。
Profibus为多主多从结构，可方便地构成集中式、集散式和分布式控制系统。网络协议以&ISO/OSI参考模型为基础，对第三层到第六层进行了简化。&
Profibus协议的第一部分是物理层和链路层协议。物理层采用RS-485标准通信规范，传输介质为双绞线，其技术指标如下：&
技术标准：EN50170&
接口标准：EIA&RS－485&
网络插口：SUB－D9芯插头&
波&特&率：9.6K，19.2K，93.75K，187.5K，500K&
响应时间：&20ms&
编码方式：IEC规定之ManchesterⅡ标准&
?拓扑结构：两端带有终端器的总线结构&
传输距离：波特率9.6K，19.2K，93.75K时&1200m&
波特率187.5K时600m&
波特率500K时200m&
（可通过中继器增加传输距离）&
站&点&数：主站+从站共126个&
电&缆：屏蔽双绞线，截面&0.22mm&，阻抗120&W&
????&Profibus链路层又称FDL，它采用混合介质存取方式，即主站间按令牌方式，主站和从站间按主从方式工作。令牌是一条特殊的电文，它在主站之间按照地址的升序传递总线控制权（即令牌），得到令牌的主站可在一定的时间内执行本站的工作。这种方式保证了在任一时刻只能有一个站点发送数据，并且任一个主站在一个特定的时间片内都可以得到总线操作权，这就完全避免了冲突。链路层保证损坏或掉电的站点从环中排除，新上电的主站加入令牌环。链路层的另一个主要任务是保证数据的无差错传输，这是通过海明间距＝4、按照国际标准IEC870－5－1制定的特殊的起始和结束界定符、每个字节的奇偶校验和每条电文的CRC循环校验保证的。&
Profibus链路层提供的服务有：&
SDA&（发送数据并要求回答）&
SDN&（发送数据，不要求回答）&
SRD&（发送数据并要求回送数据）&
CSRD（循环发送数据并要求回送数据）&
Profibus的最大电文长度为255个字节。电文由标识符、源及目的地址、数据长度、数据、命令字和循环校验码等构成，有效数据最长246字节。&
Profibus协议的第二部分是应用层协议(FMS)，第三部分为DP协议，它们都使用相同的底层协议，用于不同的应用领域。&
FMS定义了应用层（第七层）的内容。由于Profibus没有第三层到第六层，所以这几层的必要功能在一个称为&底层接口&（LLI）的模块中完成，由LLI将这些功能映射到FMS中。FMS提供了多种强有力的通信服务，这些服务是著名的MAP协议中MMS服务的一个子集。为使这些功能适应不同应用领域当中真正的实际需要，FMS包括称为&行规&（PROFILE）的特殊定义。行规规定不同制造商制造的、遵从同一行规的PRIFIBUS设备应具有相同的通信功能。行规中除通信参数的选择外，还包括队状态和错误的解释及针对应用的定义等许多信息。目前已经完成的有大楼自动化、驱动器、传感器和执行器、可编程控制器、纺织机器和低压开关设备等行规，这些行规的制定为用户使用提供了极大的方便，也是PROFIBUS得到广泛应用的一个重要原因。&
Profibus协议的第三部分是PROFIBUS的DP协议，用于传感器和执行器级的高速数据传输。它以PROFIBUS-FDL为基础，根据其所需要达到的目标对通信功能加以扩充。DP的传输速率可达12Mbit/S，一般构成单主站系统，主站、从站间采用循环数据传送方式（CSRD）工作。PROFIBUS-DP广泛地应用在德国西门子公司生产的控制设备当中。DP和FMS可混合工作。&
Profibus协议的第四部分是PROFIBUS的PA协议,适用于对安全性要求较高的场合，这由PROFIBUS的第四部分描述，PA实现了IEC1158-2规定的通信规程，设备行规定义了设备各自的功能，设备描述语言（DDL）及功能块允许对设备进行完全的内部操作。&
综上所述，Profibus严格的定义和完善的功能使其成为开放式系统的典范。特别需要指出的是，除了使用专门的ASIC芯片之外，PROFIBUS也可以用通用电子器件实现（如，V25等），价格低廉，容易推广。这些特点使得它在短短几年内在化工、冶金、机械加工以及其它自动控制领域得到了迅速普及和应用。
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