介绍两种介质访问控制方式：令牌访问控制方式和CSAM/CD方式

作者:课课家教育更新于： 2017-04-13 17:16:25

  在局域网当中，介质访问控制方式用于控制节点对介质的访问，而目前最广泛使用的两种访问控制方式分别为令牌访问控制方式和CSAM/CD方式，这两种均为分布控制，没有中央控制节点，各节点采用分布协调方式分配发送权。

　　一、令牌访问控制方式

　　令牌：也称通行证，具有特殊的格式和标记，有“忙(Busy)”和“空闲(Free)”两种状态。

　　1.原理

　　(1)监控点产生唯一一个令牌沿环路传输。

　　(2)要发送数据的节点等待令牌。获得令牌后往令牌上附加数据帧，填上相应标志后让其继续传送。

　　(3)目的节点检测到数据帧后拷贝帧，设置应答标志后让其继续传送。

　　(4)数据帧回到源节点后，源节点根据应答标志确定撤销或者重传。

　　(5)非源、非目的的节点，转发帧。

　　在采用令牌传递控制方式的网络中，每个节点可能进行的操作有以下4种。

　　发送：源节点进行

　　拷贝：目的节点进行

　　转发：非源、非目的节点进行

　　撤销：源节点进行

　　令牌访问控制方法又可分为令牌环访问控制和令牌总线访问控制两类。由于目前已较少采用令牌总线访问控制，因此我们重点讲令牌环访问控制。

　　Token ring是令牌传送环的简写。令牌环属于典型的环状网络拓扑结构，其只有一条环路，信息沿环单向流动，不存在路径选择问题。

　　在令牌网中，为了保证在共享环上数据传送的有效性，任何时刻也只允许一个节点发送数据。为此，在环中引入了令牌传递机制。任何时候，在环中有一个特殊格式的帧在物理环中沿固定方向逐站传送，这个特殊值帧称为令牌。在令牌环中主要有以下3种操作。

　　(1)截获令牌并且发送数据帧。

　　(2)接收与转发数据帧

　　(3)取消数据帧并且重发令牌

　　2.令牌环网的主要技术特性

　　(1)传输速率 4MbPS或16Mbps;

　　(2)传输介质 UTP或STP;

　　(3)拓扑结构: 环形结构;

　　(4)介质访问方式：802.5 Token Passing Ring;

　　(5)多站访问部件MAU连接线缆最大长度45m;

　　(6)最大节点数 96个(4Mbps)、256个(16Mbps);

　　(7)MAU与MAU最大间距45m

　　3.令牌环网的组成部件

　　网卡;

　　多站访问单元(MAU);

　　传输介质;

　　连接附件。

　　4.令牌释放的两种情况

　　(1)工作站发送完最后一个数据位时便将令牌传递出去，称为早期释放。

　　(2)原发送站回收了帧的最后一位时，产生令牌，传递给下游工作站。

　　5.令牌访问控制方式问题及对策

　　(1)令牌丢失

　　一旦令牌丢失，则任何节点都无法获得令牌，所有节点都不能发送数据。因此，必须有防令牌丢失的措施。通常有监控节点监视令牌是否丢失。一旦发现令牌丢失，立即生成一个新令牌。

　　(2)令牌增生

　　当网络上多个令牌时，可能导致冲突发生。例如一个节点正在发送、转发或拷贝一个数据帧的过程中，又到达另一个帧。两个帧交叉在一起，导致帧被破坏。

　　判断令牌是否增生的方法是：如果一个节点持有令牌又收到令牌或数据帧，则可断定令牌增生。解决令牌增生的方法很简单，只要丢弃一个令牌就行了。

　　(3)地址错误

　　如果一个帧在传递过程中地址出错了，则会导致严重问题。如果远地址出错，则该帧不会被撤销，这样其他节点就不能获得令牌发送数据。因此需要有防止地址出错的机制。

　　通常，可由监控节点完成此项工作，其方法就是在帧中设置一个特殊标志，源节点发送数据时设置为一个特殊值，当经过目的节点或源节点时，修改一次该值。监控节点如果监测到一个帧连续两次经过且标志为发生改变，就认为该帧是一个错误帧，将其撤掉。

　　二、CSAM/CD方式

　　CSAM/CD是带冲突检测的载波侦听多地址访问的英文缩写。载波侦听主要是指网络中的各个站点都具备一种对总线上所传输的信号或载波进行监测的功能。CSAM/CD通常用于总线型拓扑结构和星状拓扑结构的局域网中。

　　CSAM/CD的工作原理可概括成4句话，即先听后发，边发边听，冲突停止，随机延时后重发，具体过程如下。

　　1)当一个站点想要发送数据的时候，它检测网络中是否有其他站点正在传输，即侦听信道是否空闲。

　　2)如果信道忙，则等待，直到信道空闲。

　　3)如果信道闲，站点就传输数据。

　　4)在发送数据的同时，站点继续侦听网络确信没有其他站点在同时传输数据。因为有可能两个或多个站点都同时检测到网络空闲，然后几乎在同一时刻开始传输数据。如果两个或多个站点同时发送数据，就会产生冲突。

　　5)当一个传输节点识别出一个冲突，它就发送一个拥塞信号，这个信号使得冲突的时间足够长，让其他的节点都有发现冲突的时间。

　　6)其他节点收到拥塞信号后，都停止传输，等待一个随机产生的时间间隙后重发。

　　CSMA/CD控制方式的优点是：原理比较简单，技术上易实现，网络中各工作站处于平等地位 ，不需集中控制，不提供优先级控制。但在网络负载增大时，发送时间增长，发送效率急剧下降。

　　令牌访问控制方式和CSAM/CD方式是局域网常用的两种方式，它们各自的原理如上述所讲，大家可以自行研究对比一下。本文就说到这里，有什么疑问的可以登录课课家教育进行解答，课课家教育欢迎大家的加入。