IEEE802通信標準——計算機通信標準2

IEEE802通信標準是IEEE（國際電工與電子工程師學會）的802分委員會從1981年至今頒布的一系列計算機局域網分層通信協議標準草案的總稱。它把OSI參考模型的底部兩層分解為邏輯鏈路控制子層（LLC）、媒體訪問子層（MAC）和物理層。前兩層對應于OSI模型中的數據鏈路層，數據鏈路層是一條鏈路（Link）兩端的兩臺設備進行通信時所共同遵守的規則和約定。

IEEE802的媒體訪問控制子層對應于多種標準，其中最常用的為三種，即帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問（CSMA/CD）協議、令牌總線（Token Bus）和令牌環（Token Ring）。

1．CSMA/CD協議

CSMA/CD（carrier-sense multiple access with collision detection）通信協議的基礎是XEROX公司研制的以太網（Ethernet），各站共享一條廣播式的傳輸總線，每個站都是平等的，采用競爭方式發送信息到傳輸線上。當某個站識別到報文上的接收站名與本站的站名相同時，便將報文接收下來。由于沒有專門的控制站，兩個或多個站可能因同時發送信息而發生沖突，造成報文作廢，因此必須采取措施來防止沖突。

發送站在發送報文之前，先監聽一下總線是否空閑，如果空閑，則發送報文到總線上，稱之為“先聽后講”。但是這樣做仍然有發生沖突的可能，因為從組織報文到報文在總線上傳輸需一段時間，在這一段時間內，另一個站通過監聽也可能會認為總線空閑并發送報文到總線上，這樣就會因兩站同時發送而發生沖突。

為了防止沖突，可以采取兩種措施：一種是發送報文開始的一段時間，仍然監聽總線，采用邊發送邊接收的辦法，把接收到的信息和自己發送的信息相比較，若相同則繼續發送，稱之為“邊聽邊講”；若不相同則發生沖突，立即停止發送報文，并發送一段簡短的沖突標志。通常把這種“先聽后講”和“邊聽邊講”相結合的方法稱為 CSMA/CD，其控制策略是競爭發送、廣播式傳送、載體監聽、沖突檢測、沖突后退和再試發送；另一種措施是準備發送報文的站先監聽一段時間，如果在這段時間內總線一直空閑，則開始作發送準備，準備完畢，真正要將報文發送到總線上之前，再對總線作一次短暫的檢測，若仍為空閑，則正式開始發送；若不空閑，則延時一段時間后再重復上述的二次檢測過程。

2．令牌總線

令牌總線是IEEE802標準中的工廠媒質訪問技術，其編號為802.4。它吸收了GM公司支持的MAP（Manufacturing Automation Protocol，即制造自動化協議）系統的內容。

在令牌總線中，媒體訪問控制是通過傳遞一種稱為令牌的特殊標志來實現的。按照邏輯順序，令牌從一個裝置傳遞到另一個裝置，傳遞到最后一個裝置后，再傳遞給第一個裝置，如此同而復始，形成一個邏輯環。令牌有“空”、“忙”兩個狀態，令牌網開始運行時，由指定站產生一個空令牌沿邏輯環傳送。任何一個要發送信息的站都要等到令牌傳給自己，判斷為“空”令牌時才發送信息。發送站首先把令牌置成“忙”，并寫入要傳送的信息、發送站名和接收站名，然后將載有信息的令牌送入環網傳輸。令牌沿環網循環一周后返回發送站時，信息已被接收站拷貝，發送站將令牌置為“空”，送上環網繼續傳送，以供其它站使用。如果在傳送過程中令牌丟失，由監控站向網中注入一個新的令牌。

令牌傳遞式總線能在很重的負荷下提供實時同步操作，傳送效率高，適于頻繁、較短的數據傳送，因此它最適合于需要進行實時通信的工業控制網絡。

3．令牌環

令牌環媒質訪問方案是IBM開發的，它在IEEE802標準中的編號為802.5，它有些類似于令牌總線。在令牌環上，最多只能有一個令牌繞環運動，不允許兩個站同時發送數據。令牌環從本質上看是一種集中控制式的環，環上必須有一個中心控制站負責網的工作狀態的檢測和管理。