把CSMA/CD、Token Bus、Token Ring说清楚

wuchangjian2021-11-16 11:49:37编程学习

CSMA/CD、Token Bus、Token Ring的比较

局域网技术中的三种局域网

  • 采用带有冲突检测的载波侦听多路访问(CSMA/CD【Carrier Sense Multiple Access with Collision Detectio】)控制方法的总线型Ethernet,简称以太网

  • 采用令牌控制的令牌总线型(Token Bus)局域网,简称Token Bus或令牌总线网

  • 采用令牌控制的令牌环状(Token Ring)局域网,简称为Token Ring或令牌环网

  • 这三种局域网主要分为两类:总线型环状拓扑

CSMA/CD的特点

总线(Bus)是计算机各种功能部件之间传送信息的公共通信干线。

说人话就是:局域网上的各个节点通过一条公共的线路传输数据。

  • 1、所有节点通过总线发送或接受数据,一个时刻只允许一个节点通过总线发送数据。

    打个比方:在一个网络会议里(总线),大家都带着耳机(接收数据),每个人都有一个麦克风(发送数据),一个时刻只允许一个人说话(一个时刻只允许一个节点通过总线发送数据)。

  • 2、当一个节点通过总线以**“广播”方式发送数据时,其他节点只能以“收听”**方式,接收数据。

    广播是一种信息的传播方式,指网络中的某一设备同时向网络中所有的其它设备发送数据

  • 3、由于总线被多个节点共享,所以可能出现多节点同时通过总线发送数据的情况,造成传输失败,这种情况称为**“冲突”**。

    这是否与第一条冲突?第一条是监听成功的情况,有可能多个节点同时发送,但是接收方并没有成功监听。

    打个比方:在网络会议中,有两个人同时讲话,大家听到的声音可能就是:“@#¥%……&”,讲话了(发送数据),但是没有听清楚(成功接收数据)。

  • 每个节点通过“竞争”总线的方式来获取发送权,所以每个节点得到发送权的时间是不确定的,因此CSMA/CD属于随机型介质访问控制方法

令牌总线型(Token Bus)的特点

  • 1、利用令牌来控制 节点 访问总线

    令牌是一种特殊结构的控制帧,用来控制节点对总线的访问权。任何节点只有在获取令牌后才能使用总线发送数据。

  • 2、通过预先确定节点获取令牌的顺序,使得总线上的节点在传输过程中形成逻辑的环状。

  • 3、可以设定一个节点持有令牌的最大时间(token holding time,THT),这同时也限定了每一个节点每次可以发送的数据量。

  • 4、每个节点两次获取令牌的时间间隔:ΔT = N × (THT + Tr + Tc)。

    Tr:令牌在两个相邻节点之间的传播时间。

    Tc:节点接收、处理帧与令牌的总时间。

    N:环中的节点个数

    例如:第二点的图中,令牌一开始在节点1处,节点1向节点2发送数据及令牌(Tr),而节点2接收到令牌后进行处理(Tc),节点2发送数据(THT)。所以节点1到节点2用时:THT + Tr + Tc

    节点2—>节点3,节点3—>节点4,节点4—>节点5,节点5—>节点6共用时 4×(THT + Tr + Tc)

    所以从节点1获取令牌后,再次获取令牌的时间是 5×(THT + Tr + Tc)

  • 通过令牌来协调各节点的通信关系,各节点间不会发生冲突。

令牌环网(Token Ring)的特点

  • 环网中的节点通过网卡和点-点线路,逐个连接成闭合的环状结构,环中的数据沿着一个方向传播。

  • 令牌是一种特殊的MAC控制帧。令牌帧头中有一位用于标志令牌的忙/闲。

  • 如果节点1需要发送数据帧,它必须等待空闲令牌的到来。

    当节点1获取空闲令牌时,会将令牌的标志位改成“”,然后发送数据帧。

    节点2、3、4、5将以此收到数据帧。假设目的地址是节点3,则节点3在正确接收到数据帧后,标志出发送帧已经被正确接收的标记。

    当节点1接收到【带有目的节点正确接收标记】的数据帧时,它将回收已发送的数据帧(否则重新发送),并将令牌改成空闲令牌,并将令牌发送到下一节点。
    节点1准备发送数据帧,它获取到空闲令牌的时候,把令牌的标志位标记为忙,它会把”忙令牌“发送给节点2。

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