1.4.5 令牌环以及 IEEE 802.5

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IBM released the technology to the IEEE, whose 802.5 subcommittee developed and released IBM 在 1985 年向 IEEE 802.5 小组提交了 4Mbps 令牌环标准。IEEE 802.5 规范定义了 MAC 子层和物理层规范，并在 LLC（逻辑链路） 层使用 802.2 规范用于协议识别。

注意

OSI 参考模型的数据链路层被 IEEE 分成了独特的两个子层，即 MAC（媒介访问控制） 和 LLC（逻辑链路控制）。MAC 层（数据链路层中的底层）协议仅关心媒介访问（帧的发送和接收）且是协议独立的（协议由更高的子层决定）；LLC 层用来识别将要承载的协议。将数据链路层分层两个子层可以使媒介和协议相互独立。媒介和协议相互独立使得数据链路层可以在一个单独的网络接口上同时承载多种协议，比如 IP 和 IPX。在将数据链路层划分成子层之前，数据链路层要么是基于协议实现，要么是基于媒介实现。这样在同一个时刻只能在一个接口上运行一种协议。

1989 年 IEEE 发布了一个加强版的 802.5 标准，定义了 16Mbps 的令牌环网络。

令牌环网使用单向数据传送，即设备总是从它的上游邻居接收数据，并且向下游邻居发送数据。令牌环网采用令牌传递环形拓扑结构，这样传送帧时不会有冲突的问题，因为同一时刻只有一台设备能够发送数据。就是说，设备只能在收到一个空闲令牌的时候才能访问介质并发送数据，令牌是一个3字节在环上传播的信号。

令牌环有以下这些重要的特征：
• 所有设备按顺序连接，并且都往同一个方向发送数据。
• 每个设备的发送端与下游设备的接收端配对。
• 信号传输是单向的。
• 每个设备直接连接到一个物理上呈星型的集线器上，即多站接入单元（MSAUs）（参见图1.10）。MSAU 的目标是为了保证环的功能，通过电路控制旁路无用设备或者端口，即当设备关机或者故障的时候。
• 每台设备的网卡都是一个完整功能的单向信号复制器，完全的将收到的信号和比特复制后发送给环上的下一台设备。
• 可以使用 4Mpbs 或者 16Mbps 的速率，但是不能同时使用，由网卡的配置决定。
• 同一个环上的设备速率必须一样。

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位（比特）重复

业界使用“位重复”用来描述对接收到的信号进行放大和重建，并从其他接口重新发送出去。

令牌传输信道访问方式
令牌环设备使用令牌传输的方式访问介质。当一台设备有信息要发送时，它必须等待一个空闲令牌，即一个在换上传送的3字节的帧。当设备收到一个令牌后，才能将令牌转换为一个帧。

站点在环上发送数据帧，并希望找到目的主机。所有环上的其他设备将检查帧中的目的地址信息，以判断数据帧是否是自己的；然后使用位重复将数据发送给下一个设备。每一个网卡都扮演着位重复器的角色，放大信号，设置定时器，然后重新发送信号到环上。将数据帧从环内剥离并发布一个新令牌是发送数据的主机的责任。

令牌环帧
有两种类型的令牌环帧，一种是令牌，一种是数据/命令。图1.11为令牌帧。在图1.11中，站点通过检查 AC 域中的令牌位的状态来识别这是否是一个空闲令牌。如果AC域的令牌位包含一个0，则是令牌帧。SD 和 ED 简单的标记了帧的开始和结束。

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