令牌环网络存在的问题

先决条件：令牌环网帧格式，令牌环网络的效率令牌环协议这是一种用于局域网中的通信协议。在令牌环协议中，网络的拓扑结构被用来决定各个站点发送数据的顺序。这些站点相互连接在一个环形网络中。该协议使用一种名为“令牌”的特殊三字节帧来传递数据，这种令牌会在环形网络中循环传输。

1. 所使用的拓扑结构：环形物/环状结构
2. 访问控制：令牌解析
3. 数据流：单向的
4. 数据速率：4Mbps，6Mbps
5. 致谢：对“Piggy Backing”的致谢
6. 编码：差分曼彻斯特编码

在本文中，我们将讨论一些与令牌环网络相关的问题。这些问题可以分为四类：源问题、目标问题、令牌问题以及监控问题。下面将对这些问题进行详细解释。1. 来源问题：它可以分为两种类型：

• (i) 孤儿包问题：如果某个站点停止运行，那么由该站点传输的数据仍会在环中持续传输很长时间。为了解决这个问题，人们在环中引入了一个特殊的站点，这个站点被称为“监控站”。在数据包中有一个“监控位”。每当“监控位”遇到该数据包时，它就会将该监控位进行更改。1最初是0然后，如果监控器遇到那个具有“monitor bit”的数据包的话……1它将会把它们丢弃掉。这就是我们处理“孤儿数据包”的方法。
• (ii) 游走数据包问题：数据被损坏了，以至于发送方无法识别这些数据。因此，这些数据会在环中无限期地循环下去。为了解决这个问题，监控程序需要进行计算处理。CRC每次CRC发生变化时，Monitor都会将其删除。

2. 目的地问题：一般来说，目标问题可以分为三种类型：

• (i) 如果目的地处于繁忙状态：如果目标设备繁忙，或者所有的缓冲区都已满，那么发送方就需要反复重新传输数据。这样做会浪费CPU资源和时间。
• (ii) 如果目的地服务器处于故障状态：如果目的地网络处于繁忙状态，那么发送方将会反复重新发送数据。
• (iii) 如果数据中存在某些错误的话：如果数据被损坏了，目标设备将无法接受该数据。此时，目标设备会丢弃这个数据包。

为了在目标层解决这些问题，会在帧中增加三个比特位。这些比特位可以用来告诉发送方：目标设备是否处于故障状态，或者数据中是否存在错误。这三个比特位的含义如下：A（可用）C（已复制）E（错误）。最初，所有的位都将是……0如果数据被目标设备复制或接收了，那么A和C位的值将变为1。如果发送方仍然处于可操作状态，但由于数据的某些错误或者所有缓冲区都已满而无法复制数据，那么A位的值将变为1，而C位则保持为0。为了检测数据包是否存在错误，或者目标设备是否处于忙碌状态，我们可以使用Error位。如果数据中存在任何错误，那么Error位的值将变为1；否则，它的值将保持为0，这意味着目标设备处于忙碌状态。

在确认了这些比特之后，发送方就能高效地完成工作。3. 标记问题：在Token方面，可能存在三种类型的问题。

• (i) 捕获令牌问题：有一个站点可以持有令牌，并发送大量数据，而其他人则无法参与其中。这种情况会导致垄断现象的出现。为了避免这个问题，我们设定了最长持有令牌的时间限制。因此，就不会出现垄断现象了。
• (ii) 如果令牌丢失了：有可能在领取令牌之后，交换站被关闭了。在这种情况下，令牌就会丢失。为了应对这种情况，由监控员负责生成新的令牌。监控员会等待“最大令牌返回时间”过后，如果仍然没有收到令牌的话，那么就会生成一个新的令牌。
• (iii) 如果令牌被损坏了：Monitor会认为这是Ring系统中的一个干扰因素，因此会将其移除。在最大令牌返回时间过后，它会生成一个新的令牌。

注意：Token的大小非常小，只有3个字节而已。而CRC的数据长度则达到了4个字节。因此，为了避免这种情况，我们无法使用CRC算法。这样做会导致Token的大小增加。4. 监控问题：存在两种类型的问题。

• (i) 监控设备无法正常工作：如果Monitor出现故障，那么整个通信系统也会受到影响。为了克服这个问题，Monitor会向环上的所有系统发送心跳信息。这种心跳信息被称为AMP（Alive Monitor Packet）。如果Monitor发生故障，系统会继续进行轮询操作，而系统中的任何一个系统都可以充当Monitor的角色。
• (ii) 监控故障情况：如果监控设备被黑客攻击了，那么就可以称之为“监控设备故障”。针对这个问题，唯一的解决办法就是人工干预，也就是需要手动将设备恢复到正常状态。