在计算机网络中解释令牌环网络(IEEE 标准 802.5)。
在令牌环网络中,一个特殊的比特模式,称为令牌,在所有站点空闲时在环路中循环。令牌环由以环形格式连接的节点形成,如下图所示。
令牌环网络中使用的原理是令牌在环路中循环,任何获取该令牌的节点都有权传输数据。
当某个站点想要传输帧时,它会反转 3 字节令牌中的单个比特,这会立即将其更改为普通数据包。由于只有一个令牌,因此一次只能进行一次传输。
由于令牌在环路中旋转,因此可以保证每个节点在某个指定时间内都能获取令牌。因此,等待获取令牌的时间有一个上限,从而避免了饥饿现象。网络中的节点数量也有上限,为 250 个。
环形网络如下图所示:
操作模式
操作模式有多种,如下所示:
监听模式 - 在监听模式下,传入的比特只是简单地传输到输出线,不采取任何进一步的操作。
发送节点 - 当连接到环路接口的站点获取了令牌时,环路接口被设置为发送节点。通过单比特缓冲区的直接输入到输出连接被断开。
旁路模式 - 当节点出现故障时,会进入此模式。任何数据都会被旁路。在此模式下,没有一位延迟。
处理断线
环形网络的主要问题是,当环路电缆断裂或被干扰时,网络会中断。此问题的解决方案是使用线中心,如下图所示。
此线中心绕过已从环路中断开的终端。这是通过连接该站点的旁路继电器来实现的。这些继电器通常由软件控制,在站点故障的情况下自动运行。使用线中心提高了环形网络的可靠性和可维护性。
优先级和预留
在 IEEE 802.5 中,每个站点都有一个优先级代码。当令牌在环路中循环时,任何想要传输帧的站点都可以通过在其令牌帧或数据帧的访问控制 (AC) 字段中输入其优先级代码来预留令牌。
时间限制
只有拥有令牌的站点才能传输其帧。它可以传输一个或多个数据帧,但在令牌持有时间 (THT) 到期之前。通常,此时间为 10 毫秒。在 THT 之后,必须将令牌帧传递给其他站点。
监控站
监控站每次令牌通过时都会设置计时器。如果令牌在分配的时间内未重新生成,则假定令牌丢失,然后监控站生成一个新令牌并将其发送到环路。如果监控站出现故障,则会指定第二个站点作为备份。