IEEE802通信标准——计算机通信标准2
2017-05-29  来源:www.plc100.com

    IEEE802通信标准是IEEE(国际电工与电子工程师学会)的802分委员会从1981年至今颁布的一系列计算机局域网分层通信协议标准草案的总称。它把OSI参考模型的底部两层分解为逻辑链路控制子层(LLC)、媒体访问子层(MAC)和物理层。前两层对应于OSI模型中的数据链路层,数据链路层是一条链路(Link)两端的两台设备进行通信时所共同遵守的规则和约定。

IEEE802的媒体访问控制子层对应于多种标准,其中最常用的为三种,即带冲突检测的载波侦听多路访问(CSMA/CD)协议、令牌总线(Token Bus)和令牌环(Token Ring)。

1CSMA/CD协议

CSMA/CDcarrier-sense multiple access with collision detection)通信协议的基础是XEROX公司研制的以太网(Ethernet),各站共享一条广播式的传输总线,每个站都是平等的,采用竞争方式发送信息到传输线上。当某个站识别到报文上的接收站名与本站的站名相同时,便将报文接收下来。由于没有专门的控制站,两个或多个站可能因同时发送信息而发生冲突,造成报文作废,因此必须采取措施来防止冲突。

发送站在发送报文之前,先监听一下总线是否空闲,如果空闲,则发送报文到总线上,称之为“先听后讲”。但是这样做仍然有发生冲突的可能,因为从组织报文到报文在总线上传输需一段时间,在这一段时间内,另一个站通过监听也可能会认为总线空闲并发送报文到总线上,这样就会因两站同时发送而发生冲突。

为了防止冲突,可以采取两种措施:一种是发送报文开始的一段时间,仍然监听总线,采用边发送边接收的办法,把接收到的信息和自己发送的信息相比较,若相同则继续发送,称之为“边听边讲”;若不相同则发生冲突,立即停止发送报文,并发送一段简短的冲突标志。通常把这种“先听后讲”和“边听边讲”相结合的方法称为 CSMA/CD,其控制策略是竞争发送、广播式传送、载体监听、冲突检测、冲突后退和再试发送;另一种措施是准备发送报文的站先监听一段时间,如果在这段时间内总线一直空闲,则开始作发送准备,准备完毕,真正要将报文发送到总线上之前,再对总线作一次短暂的检测,若仍为空闲,则正式开始发送;若不空闲,则延时一段时间后再重复上述的二次检测过程。

2.令牌总线

令牌总线是IEEE802标准中的工厂媒质访问技术,其编号为802.4 它吸收了GM公司支持的MAPManufacturing Automation Protocol,即制造自动化协议)系统的内容。

在令牌总线中,媒体访问控制是通过传递一种称为令牌的特殊标志来实现的。按照逻辑顺序,令牌从一个装置传递到另一个装置,传递到最后一个装置后,再传递给第一个装置,如此同而复始,形成一个逻辑环。令牌有“空”、“忙”两个状态,令牌网开始运行时,由指定站产生一个空令牌沿逻辑环传送。任何一个要发送信息的站都要等到令牌传给自己,判断为“空”令牌时才发送信息。发送站首先把令牌置成“忙”,并写入要传送的信息、发送站名和接收站名,然后将载有信息的令牌送入环网传输。令牌沿环网循环一周后返回发送站时,信息已被接收站拷贝,发送站将令牌置为“空”,送上环网继续传送,以供其它站使用。如果在传送过程中令牌丢失,由监控站向网中注入一个新的令牌。

令牌传递式总线能在很重的负荷下提供实时同步操作,传送效率高,适于频繁、较短的数据传送,因此它最适合于需要进行实时通信的工业控制网络。

3.令牌环

令牌环媒质访问方案是IBM开发的,它在IEEE802标准中的编号为802.5,它有些类似于令牌总线。在令牌环上,最多只能有一个令牌绕环运动,不允许两个站同时发送数据。令牌环从本质上看是一种集中控制式的环,环上必须有一个中心控制站负责网的工作状态的检测和管理。