ARCNET网络

计算机科学领域术语

ARCNET是典型的令牌总线网络，1999年成为美国国家标准ANSI/ATA一878.1。从OSI参考模型来看，ARCNET定义了ISO/OSI七层网络体系模型中的数据链路层和物理层，其开放底层接口，允许用户自行开发嵌入式设备。

ARCNET的节点及地址

每个ARCNET物理节点包括一个数据链路层的通信控制器芯片和一个物理层的收发器芯片。每个节点有一个网络地址，令牌以递增的节点地址序号，从一个节点传递到另一个节点，形成逻辑环路。节点使用唯一的MAC地址标识自己，单个ARCNET子网最多可有255个节点，ARCNET支持点对点的定向消息和单点对多点的广播消息。在数据链路层，采用令牌环机制，各节点通过传递令牌来协调网络使用权。

ARCNET的物理层

在物理层，ARCNET支持总线型、星形以及分布式星形拓扑结构。ARCNET速率为2.5 Mbit/s，传输的介质有同轴电缆、双绞线、光纤，可满足绝大多数自动控制应用对速度、抗干扰性和物理介质的要求。新型的ARCNET plus速率已从原来的2.5 Mbit/s增加到100 Mbit/s（使用光纤时）。

ARCNET的帧类型

虽然ARCNET遵从IEEE 802.4的协议，但是在具体帧结构上还是存在着差异。ARCNET有令牌帧、空闲缓冲区询问帧、确认帧、否认帧及数据传输帧等多种信息帧。

ARCNET帧不管是哪种帧，都由ALERT引导，类似于HDLC中使用的标识符。ALERT由6比特间隔的传号（1）组成。传号（1）由正脉冲后跟负脉冲组成的双脉冲表示。空号（0）由无脉冲表示。

（a）邀请发送令牌帧（ITT）总是传递给其后继工作站。EOT是ASCⅡ码中的传输结束控制符（04hex）。后跟的两个字节都是DID（终点标识符），即后继工作站的地址。重复使用DID的目的是增加可靠性。

（b）空闲缓冲器询问帧（FBE）。ENQ是ASCⅡ字符集中的询问字符（05hex）。随其后的两个字节DID是想通过询问了解空闲缓冲器状态的工作站标识。DID重复使用也是为提高寻找终点工作站的可靠性。

（c）确认帧（AcK）由ALERT和ACK组成。ACK是ASCⅡ字符集中的确认字符（06hex），当响应FBE帧而发送ACK时，表示接收工作站具有可供使用的缓冲器空间。ACK帧之所以没有DID字段，是因为这种帧是作为广播方式发送的。

（d）否认帧（NAK）是ASCⅡ字符集中的否认字符（15hex）。当响应FBE帧而发送NAK时，表示接收工作站不具有可供使用的缓冲空间。NAK帧也没有DID字段，其原因与ACK帧相同。

（e）数据帧（PAC），帧中SOH（标题开始）是ASCⅡ字符集中的标题开始字符（01hex）。SID（源点ID）和（终点ID）表示源点和终点工作站的地址。CP（连续指针）字段指示工作站在存储器中找到的传输数据的起点。数据字段DATA具有可变长度，处于1字节和508字节之间，用以携带用户数据。2字节的CRC字段由发送站添加，用来保护DATA字段。

ARCNET工作机制

ARCNET的地址由8 bit组成，其中地址0作为广播地址。因此ARCNET网络上最多可以容纳255个节点。ARCNET网络节点之间的数据传输像总线型LAN一样是广播式的，但对总线的访问决定于令牌。为说明这种网络的操作机制，假定在一条总线上有4个节点，其地址分别为1，10，25和255。在启动网络时，这4个工作站形成一个逻辑环，每个站都跟踪两个信息：①谁是后继者；②谁是前驱者。

这两种信息分别由字母S（后继者）和P（先驱者）代表。一个工作站的后继者定义为逻辑环上具有较高地址的站；先驱者则定义为逻辑环上具有较低地址的站。

由于ARCNET中站地址0用于广播地址，因此最小站地址为1，最大站地址为255。在构成逻辑环时规定，工作站地址为255的后继站地址为1，站地址为1的前驱站地址为255。

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