電腦詞典/令牌環網 Token Ring NetWork

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【名稱】:令牌環網 Token Ring NetWork

【解釋】:  令牌環是針對令牌傳遞環形網路制定的電氣電子工程師協會(IEEE)802.5標準,它可以按照一種星形拓撲進行配置。IBM在八十年代中期將第一個4Mbps的令牌環網路推向市場,於是就可以使用這種標準了。雖然這種網路在物理上看似一種星形結構,信號在網路上的傳輸卻是從一個站點到下一個站點的。因而,布纜的配置和設備的增加或減少必須保持邏輯環。

       連接到中央集線器的工作站被稱為多站點訪問單元(MAU)。將多個集線器連接在一起,可以建立大型多站點網路。這個集線器本身包含一個“折疊環(collapsed ring)”,如圖T-6所示。如果一個工作站失效了,MAU立即旁路這個站點,就可以維持這個網路的環。注意,沒有連接的站點是被旁路的。

       圖T-7示意了對附加MAU的安裝情況。為與其它MAU進行連接,在每個MAU上提供了一個環內和一個環外電容。當一個MAU按照這種方式進行連接時,就保持了這個環的模式。由於這條電纜包括多個電線對,於是如果這條電纜在某處被切斷,就導致這個環在自身上返回,如圖T-8所示。信號將簡單地在反方向再進行路由選擇,產生了一個回路返回電纜配置。使用中繼器以擴展令牌環網路的距離。圖T-9示意了如何在一個大的辦公室或多層建築物中進行令牌環網配置。主環以一種圓圈的形狀將所有的MAU連接在一起。

       可以使用的IBM令牌環卡有4Mbps和16Mbps兩種版本。16Mbps版本採用了增加幀長度的技術,它傳輸相同數量的數據只需要較少的時間。現在可以從許多廠商處獲得跟隨IEEE802.5標準,並使用在IBM設計上進一步擴展的連接方式的令牌環網。無屏蔽雙絞線電纜與16端口的MAU現在很普及。另外,可以從一些廠商處獲得兩端口和四端口集線器。這些集線器從八端口MAU處分支出來,並向一個機群中的兩個或多個工作站提供連接。非IBM廠商也生產包括附加端口、失效檢查功能和管理功能的MAU設備。在小型計算機和大型計算機系統中也可以使用令牌環連接。

       圖T-8如果MAU的一條電纜切斷了,這個網路通過使用電纜中的一組冗余電線形成一個回路返回,從而保證這個網路可以繼續工作。圖T-9中,大型令牌環網路包括一個可以跨越整個機構的環。

       IBM令牌環允許下列電纜類型:

       類型1一種雙絞線22AWG電線的屏蔽電纜。

       類型2一種音頻/數據屏蔽電纜。對數據,需要雙絞線22AWG電線;對音頻需要26AWG電線的四雙絞線,外加屏蔽保護。

       類型3包括四個實心非屏蔽雙絞線22或24AWG電纜。為在令牌環網路上使用,需要一個介質過濾器。

       類型5光纖(100/140micron)纜線(兩股)。

       類型6可彎曲的屏蔽雙絞線26AWG線路的插線電纜(patch cable)。限制距離為類型1的三分之二距離。插線電纜將一台PC連接到另外一台設備或一個牆壁插口上。

       類型8為在地毯下使用的屏蔽雙絞線26AWG纜線。限制距離為類型1的一半。

       類型9屏蔽雙絞線26AWG通風防火電纜。限制距離為類型1的三分之二距離。

       雖然類型1屏蔽電纜是最經常使用的電纜,但是類型3也常使用。雖然類型3不用於16Mbps的令牌環卡,但是已經實現了一種規範可以使它用於這個工作。下面介紹使用類型1的標準令牌環網路的部件。

       令牌環適配器 可獲得的令牌環卡有4Mbps和16Mbps兩種型號。如果在4Mbps的網路上使用了16Mbps的卡,它就轉換到4Mbps進行操作。在16Mbps網路上必須運行16Mbps波特率的網卡。用於無盤工作站的令牌環卡將需要一個遠程自舉芯片。

       多站點訪問單元(MAU)MAU使用網路適配器連接八個或更多的工作站。它可以互聯多達12個MAU設備。可以從一些廠商獲得具有一定數目端口和診斷功能的MAU。

       令牌環適配器電纜 令牌環電纜通常在網路接口卡的一端有一個九針連接器和一個插進MAU的特殊類型A數據連接器。適配器電纜通常僅有8英尺長,但是可以使用插線電纜將它們擴展到150英尺。也可以從一些廠商獲得電話型電纜和適配器。

       插線電纜 插線電纜擴展MAU到工作站的距離,或將兩個或多個MAU設備連接在一起。在IBM系統,它們必須是150英尺範圍內的任何長度的類型6電纜,並且在使用時,它們將工作站對MAU的距離減少一半。

       連接器(或稱為接插件)類型1電纜使用IBM布纜系統類型A數據連接器,它們是同時性連接器。可以通過輕輕一插就將一個類型A接插件與另外一個接插件直接相連。

       介質過濾器 當使用類型3電話絞線電纜時,需要在工作站上使用一個介質過濾器,它對電纜接插件進行轉換並減少線纜噪音。

       接插板 在MAU和與電話接插塊之間連接電纜時,接插板是很有用的。可以使用標準的電話接插件將這個接插板連接到這個接插塊。另外一種方法是,直接用電線將MAU連接到接插塊。

       在一個令牌環上的最大站點的數目是:對屏蔽電纜為260,對非屏蔽電話絞線電纜是72。當使用類型1電纜時,從工作站到MAU的最大距離是101米(330英尺)。這裏假設這條電纜是一個連續的段。如果使用插線電纜將多個電纜段聯合在一起工作站對MAU最大的距離是45米(150英尺)。

       如果使用多個MAU,它們必須連接在一起,並在一個地方用電纜連接。令牌環網的本質決定了計算它的最大長度是一件非常複雜的事情。這個局域網的總長度可能因為每個站點的登錄情況而改變。例如,如果通過一條8英尺插線電纜相連的站點進行登錄,那麼就在總的環距離上增加了16英尺。這是因為從MAU輸出到這個工作站的信號,然後還返回這個MAU再到下一個站點。

       任何人如果希望在很廣的區域為IBM令牌環網布纜,他就需要進一步參考IBM在這個問題方面的出版物。這些出版物可以從IBM的銷售商那裏獲得。如果使用了其它廠商的產品,就需要參考他們的說明書。Black Box、Andrews,Star-Tek、和Nevada-Western是提供非IBM令牌環產品的廠商,他們都有非常好的說明書和規劃指南。

       Token Ring Frames 令牌環幀

       圖T-10示意了兩種令牌環幀的格式。上面的幀用於令牌,下面的幀用於傳輸數據或控制信息。下面介紹這些幀中域的情況。

       起始符 說明數據的開始。它是一個獨用的代碼,以示與其它數據的區別。

       訪問控制 包含這個幀的優先級,以及需要保留的一些令牌信息。如果還有其它的幀具有較低的優先級,其它的站點就會賦予這些保留信息。

       幀控制 定義幀的類型,可以是介質訪問控制(MAC)信息,也可以是終點站點的信息。如果這個幀是一個MAC幀,那麼所有這個令牌環上的站點都閱讀這個信息。如果這個幀包含信息,它就僅被目的站點閱讀。

       目的地址 將接收這個幀的站點的地址。這個幀可以被編址送到這個令牌環上的所有站點。

       源地址 發送這個幀的站點的地址。

       數據 包括數據的“原樣(playload)”。如果這個幀是一個MAC幀,這個域可能包含附加控制信息。

       幀檢查序列 包括錯誤檢查信息,以保證接收方的接收幀的完整性。

       結束區分符 指示這個幀的結束。

       幀的身份 提供是否一個或多個令牌環的站點識別了這個幀,是否這個幀被複製了,或是否不可抵達目的站點等的指示信息。

       在令牌環網路,一個站點擁有了一個令牌並改變一位,將這個令牌轉變為一個幀的開始序列(SFS)。在這個令牌上,有一個域被工作站指明為進行傳輸所需的優先級類型。這種優先級的設置基本上是一次對將使用這個令牌的站點的請求。其它站點將這個站的優先級級別與自己的優先級級別進行比較。如果這個工作站的優先級比它們高,它們就允許這個工作站繼續使用這個令牌一段時間。如果可能,其它工作站可以獲取更高的優先級別。

       連接在這個令牌環上的工作站,將分組傳送給它們下游的鄰居。於是,每個工作站都象一個中繼器。當一個新的站點連進這個網路時,它通過一個起始過程就成為了這個令牌環的一部分。這個過程需要檢查是否有重複地址,並且它的存在告知它的鄰居。

       活躍監督器(active monitor)的地位被授於這個網路中的工作站之一。通常在這個局域網建立時,授予為第一個工作站。這個活躍監督器觀察整個網路,並檢查問題,例如提交幀時的錯誤,或由於一個工作站的失效,需要在MAU中旁路這個工作站。這個活躍監督器基本上保證了網路有效無錯地運行。如果這個活躍監督器失效了,可以用另外一個工作站頂替它,並通過傳送“宣佈令牌”來開始它的工作。

       相關條目:Network網路;Token and Token Passing Access Methods令牌和令牌傳遞訪問方式;Topology 拓撲結構。

【序號】:726

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