理解局域网：令牌环网的工作原理与IEEE802标准

"令牌环网的工作原理-第5章 局域网（终稿）" 在局域网（LAN）的众多技术中，令牌环网是一种独特的介质访问控制方法，尤其适用于需要高度可靠性和确定性服务的环境。本文将深入探讨令牌环网的工作原理。 令牌环网是由一系列工作站通过传输媒体串联而成的网络架构。每个工作站都可以通过连接到一个共同的环形介质来通信。不同于以太网，令牌环网不使用冲突检测机制，而是采用一种称为“令牌传递”的方法来控制网络访问。 令牌本身是一个具有特殊标识的帧，在环形介质上不断地顺时针或逆时针移动。当令牌到达某个工作站时，如果该工作站有数据要发送，它会捕获这个令牌并附加上自己的数据，然后将封装好的数据帧发送到环上。其他工作站检测到令牌的存在时，知道当前没有其他站正在发送，因此不会发生数据冲突。一旦数据发送完成，工作站将释放令牌，令牌继续在环中传递，使得网络上的其他工作站有机会获取并使用它。 令牌环网的工作流程分为三个主要步骤： 1. **空闲状态**：当网络上没有数据传输时，令牌在环中自由流动，表示网络处于空闲状态。 2. **获取令牌**：如果某个工作站需要发送数据，它等待令牌到来。当令牌到达时，工作站会截取它，这相当于获得了网络的使用权。 3. **数据传输**：截取到令牌的工作站将自己的数据帧附加到令牌后，然后将组合帧发送回环中。其他工作站检测到带有数据的帧后，会等待其完成传输。 4. **释放令牌**：数据帧发送完毕，工作站将释放令牌，令牌再次开始在环中自由流动，网络恢复到空闲状态。 局域网的关键技术包括拓扑结构（如星型、环形和总线型）、传输形式（基带和宽带）以及介质访问控制方式。在这些方法中，令牌环网和令牌总线（TokenBus）是基于令牌的访问控制，而以太网则采用CSMA/CD（载波监听多路访问/碰撞检测）协议。 IEEE 802标准对局域网的规范化起到了关键作用，特别是IEEE 802.5标准定义了令牌环网的规范。根据IEEE 802参考模型，数据链路层被进一步划分为逻辑链路控制（LLC）子层和介质访问控制（MAC）子层，简化了局域网中不同类型的媒体访问控制方法的实现。 令牌环网的工作原理是通过令牌的传递来确保网络资源的有序使用，避免了冲突，提供了一种高效且确定性的通信方式。尽管随着以太网技术的发展，令牌环网的应用已不如以往广泛，但在某些特定应用环境中，如金融交易系统或工业自动化系统中，它仍然有其独特的价值。