列车网络控制技术-第三章-ARCNET.pptxVIP

第三章 ARCNET;一、令牌环（token-ring）网络简介;1、环形局域网的结构;环形局域网的结构;与总线形网络不同;令牌环路工作原理;令牌环网的特点;3.4.2 令牌总线（token-passing bus）;3.4.2 令牌总线（token-passing bus）; 2.令牌总线的基本原理 用令牌控制对介质的访问，持令牌的站暂时控制了介质，并可以发送数据;令牌总线按一定的规则在网上的各个站之间循环地传递，从而形成了一个逻辑环。 图3.28中的逻辑环为1 → 3 → 5 → 7→8 → 6 → 4 → 2。 除总线拓扑网络外，树状网、星状网等其他拓扑网也可组成逻???环路。 实际上，网络中令牌的传送按虚线逻辑环路进行,而数据帧的传送仍在两站点直接进行,这种结果叫做逻辑环网。 一个站点要发送数据，必须持有令牌，持有令牌的站发完数据帧或发送的数据帧到达规定的个数，必须将发送控制权传送给逻辑环的下一站。这样，网上各站都有平等的发送数据帧的机会,网上运行只有一个令牌，没有发送时的竞争现象。;;;; (2)令牌丢失的处理 令牌环网中各节点设有“环不工作计时器”。在规定的时间内，未能监听到介质上有信号传输，环不工作计时器超时，则环路中令牌丢失，或者环路处于初始状态。 如任意一个节点判断出环上有不同工作的节点，将采用争用总线的方法争夺生成令牌的权利。 ①各节点根据本节点地址信息和一定的规则，形成不同长度的“要求令牌命令帧”,发往介质并监听介质。 ②不同的地址形成不同长度的帧几乎“同时”发往介质时，会产生冲突。 ③节点在发送帧之后，监听介质时，发短帧的节点会“监听”到其他节点的帧正在发送。发最长帧的节点感觉不到介质上有信号的节点，赢得生成令牌的权利，执行环路重构的过程。;;;;;(1)令牌传递方式可使所有节点对传输介质进行公平和有序的访问。 (2)可传输多种类型的帧,无最小帧长的限制(数据字段data》0)，控制方式多样。 (3)整个网络具有最小的传输延时。无数据可传输的节点，仍然需要处理令牌的传递和进行环路维护工作 (4)可以估算整个网络具有的最大发送延时。知道帧的长度、最大令牌占有时间和入网的节点个数之后，即可估算出每个节点的最大发送延时。 (5)非常适合具有一定实时性要求的环境。 优点:结构简单灵活、可靠性较高、网络响应速度快、硬件设备最少、造价低、安装使用方便，共享能力强，适合于一点发送、多点接收的场合。 缺点:维修不方便,一个链路故障将??破坏网络上所有节点的通信，探测电缆故障时,需要涉及整个网络。在网络中增加节点时，需要断开节点，网络将停止工作,故其网络扩展性较差。;ARCNET是典型的令牌总线网络，1999年成为美国国家标准ANSI/ATA878.1。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人式设备。 1.ARCNET的字节及地址 每个ARCNET物理节点包括一个数据链路层的通信控制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。 ;2.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2.5Mbit/s,传输的介质有同轴线缆、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2.5Mbit/s增加到100Mbit/s(使用光纤时)。;3.4.3 ARCNET令牌总线;3.4.3 ARCNET令牌总线;3.4.3 ARCNET令牌总线;3.4.3 ARCNET令牌总线;3.4.3 ARCNET令牌总线;4.ARCNET工作机制 ARCNET的地址由8bit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谁的是后继者;②谁是前驱者。这两种信息分别由字母S(后继者)和P(前驱者)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 都 为255。