数据链路层-第五节3：轮询访问介质控制之令牌传递协议

Posted 2022-06-06 快乐江湖

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• 一：轮询协议
• 二：令牌传递协议

在前面的叙述中，信道划分介质访问控制协议是基于多路复用技术来划分资源的

• 网络负载重：共享信道效率高，且公平
• 网络负载轻：共享信道效率低
• 缺点就是有时带宽浪费严重

而随机访问介质控制协议中，用户可以根据意愿随机发送信息，发送信息时可以独占信道带宽

• 网络负载重：产生冲突开销
• 网络负载轻：共享信道效率高，单个结点可利用信道全部带宽
• 缺点就是会产生冲突
  

而本节的轮询访问介质控制协议既不会产生冲突而且在发送时可以占用全部带宽，主要有两种

• 轮询协议
• 令牌传递协议（重要）

一：轮询协议

轮询协议：轮询协议要求节点中有一个被指定为主节点，其余节点是从属节点。主节点以循环的方式轮询每一个从属节点，“邀请”从属节点发送数据（实际上是向从属节点发送一个报文，告诉从属节点可以发送帧以及可以传输帧的最大数量），只有被主节点“邀请”的从节点可以发送数据，没有被“邀请”的节点不能发送，只能等待被轮询

• 下图中：主节点首先会“邀请”从节点1，如果从节点1正好要发送数据，那么从节点就会发送数据，反之如果此时从节点不发数据，就不会发送。之后再到从节点2、3和4，遍历完了之后又从头开始轮询，周而复始

轮询协议主要存在以下三个问题

• 轮询开销：主节点“邀请”从节点发送数据，实际上是向从节点发送一个报文段，这需要一定的开销
• 等待延迟：假设一开始，从节点1、2、3都不发送数据，只有从节点4需要发送数据，但是主节点依然会从1到3轮询，即使它们都不发送数据，节点4只能等待
• 单点故障：这个系统主节点地位十分重要，如果主节点宕机或故障，那么整个系统都将崩溃。现实中一般有多个主机或故障转移机制，在主机宕机或者故障不能服务时，会选举一个从节点来代替主节点

二：令牌传递协议

令牌传递协议：该协议常用一种网络叫做令牌环网（逻辑上环形但物理上是星形的）。在这个网络中会传递令牌，它实际上是一个特殊格式的MAC控制帧（不含任何信息），它可以控制信道的使用，确保同一个时刻只有一个结点独占信道。因此令牌环网内是没有碰撞的。传递细节如下

• 当环上的一个站希望传送帧时，必须等待令牌。一旦收到令牌 ，站点便可启动发送帧。帧中包括目的站的地址，以标识哪个站应接收此帧
• 帧在环上传送时，不管该帧是否是发给本站点的，所有站点都进行转发，直到该帧回到它的始发站，并由该始发站撤销该帧
• 帧的目的站除转发帧外，应针对该帧维持一个副本，并通过在帧的尾部设置“响应比特”来指示已收到此副本
• 站点在发送完一帧后， 应释放令牌，以便让其他站使用

令牌传递协议主要存在以下三个问题

• 令牌开销：
• 等待延迟：
• 单点故障：

采用令牌传送方式的网络常用于负载较重、通信量较大的网络中