计算机网络原理_第8章 局域网技术 之二 令牌环

                                                                                         IEEE 802.5 令牌环

令牌环网(Token  Ring)  的工作原理

(1) 环长的比特度量。  环的长度往往折算成比特数来度量,以比特度量的环长反映了环上能容纳的比特数量。

假如某站点从开始发送数据帧 到该帧发送完毕所经历的时间, 等于该帧从开始发送经循环回到发送站点所经历的时间,则数据帧的所有比特正好布满整个环路。  换言之, 当数据帧的传输时延 等于信号在环路上的传播时延时, 该数据帧的比特数就是以比特度量的环路长度。

所谓一个比特的物理长度是指1比特在环上占有的长度。  如果环的数据速率是RMb/s,  则每1/Rus( 微秒) 发送1比特, 同轴电缆上典型 的信号传播 速度为200m/us, 则1比特在环上占据的物理长度即为 200/R 哦也。  对于一个速率为1Mb/s 的环网,每比特物理长度为200米, 如果环周长为1000 米, 不考虑环接口上的延迟, 则环上同时只能容纳5比特, 即环的比特长度为5.

       在令牌环网中, 发送站可以一边发送数据,一边将返回的数据取消, 因此对帧的最大长度没有限制, 但对环的最小长度却是有限制的,  因为环的长度至少要能容纳下整个令牌在其上轮转。

 

   实际操作过程中,  环路上的每个接口都会引入延迟。  接口延迟时间的存在, 相当于增加了环路上的信号传播时延,  也即等效于增加了环路的比特长度。 所以, 接口引入的延迟同样也可以用比特来度量。  一般环路上每个接口相当于增加1位延迟。  环接口处的延迟 也计入环的长度中, 如环上共有10个站点, 每个站的环接口处引入1比特延迟,  则整个环可同时容纳 15 比特。  环的比特长度即为 15比特。  因此 可给出以比特度量的环长计算式:

 

   环的比特长度  =  信号传播时延  x  数据传输速率  +  接口延迟位数

                           =  环路介质长度 x  5  (us/km)  x  数据传输速率  +  接口延迟位数

 

式中5us/km  即信号传播速度200m/us 的倒数。 

(2) 应用例子

例1, 某令牌环介质长度为10 km,  数据传输速率为4 Mb/s,  环路上共有  50 个站点, 每个站点的接口引入 1 位延迟, 则可计算得:

     环的比特长度   =  10(km)  x   5  (us/km)  x  4(Mb/s)  + 1(bit)  x50

                             =  10x5 x10的-6次方  x  4 x 10的6次方  + 1  x  50

                             =    200 +  50 = 250 bit

例2: 在10KM长的令牌环局域网上,有100个站点, 每站引入1位延迟, 数据速率为 10Mbit/s, 信号传播速度为200m/us, 问该环的位长度为多少? 该环网的实际有效长度为多少?

解: 第1问 环的比特长度 = 10KM X 5 us/KM  X 10Mbit/s+ 1 X 100 = 50us X 10Mbit/s + 100 = 600 bit.

       第2位  环网的实际等效长度 = 10km +20m/站  X 100站 = 12 KM

    注意:本题 第1问的说法有些问题,应说比特长度,不是位长度(按照教材说法: 环的比特长度)

    所以答: 环的比特长度600bit,  环网的实际等效长度为12KM.

例3: 有一个 100Mbit/s 的令牌环网络,  令牌环行时间是  120 us,  每个主机在每次得到令牌后可以发送 1000 字节的分组,  发送完成后立即释放令牌。  试求出任意一台主机可以取得的最大吞吐率。

解: 假定a是立即释放令牌, 一主机发送1分组花  80 us的时间, 它在发送完成时立即发送令牌, 然后它可以再次发送分组的最早时间是在  120 us之后, 因为此时令牌才可能回到该主机站。

80 / (80 + 120) =  40%,

100 Mbit/s * 40% = 40Mbit/s

因此一台主机可以取得的最大有效吞吐率为  40Mbit/s.

 

 

 

 

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