1、分节环原理
图8.4.5 分节环
现在讨论另一种环形通道的存取方法——分节环，其结构如图8.4.5所示。这种方法的实质是将整个环形通道分成几个长度固定的段。这些分段被称为分节，每个分节可容纳一个报文分组（帧）。这些分节连续不断地绕环环行，每个分节的前端有一标志位，指明该分节是空（E）还是满（F）。所有分节开始时均为空。要发送数据的站必须将其数据分成与分节长度相应的报文分组，然后等待空分节的到来。当空分节到来时首先将该分节置成“满”，随即在分节行进间将报文分组插入其中。报文分组中自然应包含目的站和源站的地址。当该分节环行到所寻址的目的站时，目的站将数据复制下来，并做适当的应答标记。最后当这个分节返回到源站时，源站再将这个分节置成“空”。此后，如有空分节经过，它又可以进行第二次发送。
在分节环中，环的“位长度”是十分重要的。如果环的物理长度不够长或者站数不多（引入的延迟少），这个环将没有足够的延迟来容纳几个报文分组，这时需要加入人工延迟。这可通过在环内加入移位寄存器（用多位延迟代替1位延迟）来实现。例如，某环形局域网有100个站，站间的平均距离10m，数据速率10Mb/s，典型的信号传播速率是2×108m/s，则两站间的位长度是10×106×10/（2×108）=0.5b.如果环接口引入1位延迟，则整个环的位长度是150b，若报文分组长度为37位，则可容纳4个报文分组；如果环接口引入2位延迟，环的位长度是2.5×100=250b，则可容纳6个报文分组。
2、剑桥环
最典型的分节环就是著名的剑桥环（Cambridge Ring）.该环由英国剑桥大学的M·V·Wikes教授提出，并在剑桥大学计算机研究室首先实现。下面介绍有36个结点，4个分节，长1km以上，数据速率为10Mb/s的剑桥环。该环接口结构如图8.4.6所示，它采用两对双绞线作为传输媒质，环上传送的信号是基带信号。数据的编号方法：两对双绞线上的信号改变状态代表数据0.
重发器直接与线路相连，并与线路一起构成环形通道。它的作用是将输入信号转发到下一结点，并保证数据沿环单向环行。重发器一般通过传输数据的双绞线供给直流电源，这样可使环构成一个整体，以确保在所接设备不工作或未接入的情况下重发器能继续工作。
图8.4.6 剑桥环接口结构
与重发器相连接的设备称为站。它的作用是将报文分组插入环内，并从环读取数据。剑桥环采用分节技术：有数据要发送的结点首先等待空闲分节的到来，当空分节到来时重发器立即进行识别，并置“空/满”位，随着分节通过重发器，站将数据填入该分节的数据段。站还负责置分节环中的响应位。
图8.4.7 剑桥环帧格式(www.xing528.com)
剑桥节环的帧格式如图8.4.7所示。第一位为1，指示分节的开始。第二位是“空/满”位，用来指示分节是否被使用。第三位用来监视环的工作。第二、三位联合起来的作用如下：
11——表示分节“满”且尚未通过监控站；
10——若分节通过监控站时由监控站设置，表示分节“满”且“通过监控站一次”；若由监控站检测到该编码组合，则表示该分节已绕环一周，是应该去掉的满分节又通过了监控站，监控站将该分节置成“空”并登记出错；
00——当分节返回发送站时由发送站设置，表示分节“空”；
01——当分节通过监控站时由监控站设置，表示分节“空”。
以下8位是目的站地址。某些特殊地址留做专用。例如，全0地址为监控站地址；全1地址做为广播地址。目的站地址以后8位是源站地址，源站地址之后为16位的数据段，数据段之后的2位是响应段。响应段的功能如下：
00——由目的站接收器设置，表示接收忙，不能处理该帧；
01——由目的站接收器设置，表示该帧已被接收；
10——由目的站接收器设置，表示拒绝接收；
11——由源站发送器设置，如果目的站不存在或未工作，分节返回发送站时响应段仍为11，表示应去掉这未被接收的帧。
帧的最后一位是奇偶校验位，由重发器校验并复位。如一个重发器收到带有错误奇偶校验位的帧，它立即用它能得到的第一个空分节向监控站发送一个差错报告帧，从而监控站可知道在何处检测到差错，并把这一情况报告给网络监控人员。
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