令牌总线

使用令牌通过接入到一个总线拓扑的局域网架构

令牌总线（Token Bus），是一个使用令牌通过接入到一个总线拓扑的局域网架构。令牌总线被IEEE 802.4工作组标准化。

令牌总线的工作原理

令牌总线是一种在总线拓扑结构中利用“令牌”（token）作为控制节点访问公共传输介质的确定型介质访问控制方法。在采用令牌总线方法的局域网中，任何一个结点只有在取得令牌后才能使用共享总线去发送数据。

与CSMA/CD方法相比，令牌总线方法比较复杂，需要完成大量的环维护工作，包括环初始化、新结点加入环、结点从环中撤出、环恢复和优先级服务。

令牌总线的工作原理如下图所示：

令牌环网的工作原理

最有影响的令牌环网是IBM公司的Token Ring，IEEE802.5标准就是在IBM公司的Token Ring协议的基础上发展和形成的。

在Token Ring中，结点通过环接口连接成物理环形。令牌是一种特殊的MAC控制帧，帧中有一位标志令牌忙/闲。令牌总是沿着物理环单向逐站传送，传送顺序与结点在环中排列顺序相同。

如果某结点有数据帧要发送，它必须等待空闲令牌的到来。当此结点获得空闲令牌之后，将令牌标志位由“闲”变为“忙”，然后传送数据。令牌环的基本工作过程如下图所示。

IEEE802.5标准对以上技术进行了一些改进，主要表现在以下几点：

--单令牌协议，即环中只能存在一个有效令牌

--支持多优先级方案

--设置一个监控站，执行环维护功能

--通过预约指示器进行令牌预约

当所有站都有报文要发送，则最坏的情况下等待取得令牌和发送报文的时间应该等于全部传送时间和报文发送时间的总和。另一方面，如果只有一个站点有报文要发送，则最坏情况下等待时间只是全部令牌传递时间之总和，实际等待时间在这一区间范围内。对于应用于控制过程的局域网，这个等待访问时间是一个很关键的参数，可以根据需求，选定网中的站点数及最大的报文长度，从而保证在限定的时间内，任一站点可以取得令牌权。

说明：令牌传递比以太网的CSMA/CD通信方式更有序，在利用率高较高时效果更好。这使它适合网络中要移动大数据文件的情形。

优缺点

令牌总线主要用于总线形或树形网络结构中。它的访问控制方式类似于令牌环，但它是把总线形或树形网络中的各个工作站按一定顺序如按接口地址大小排列形成一个逻辑环。只有令牌持有者才能控制总线，才有发送信息的权力。信息是双向传送，每个站都可检测到其它站点发出的信息。在令牌传递时，都要加上目的地址，所以只有检测到并得到令牌的工作站，才能发送信息，它不同于CSMA/CD方式，可在总线和树形结构中避免冲突。  这种控制方式的优点是各工作站对介质的共享权力是均等的，可以设置优先级，也可以不设；有较好的吞吐能力，吞吐量随数据传输速率增高而加大，连网距离较CSMA/CD方式大。缺点是控制电路较复杂、成本高，轻负载时，线路传输效率低。

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