六大网络基本知识 ARcnet 简介 Token Ring 简介 Switching 网络简介 FDDI 网简介 ATM 网络简介 Ethernet 网简介 ARcnet 简介 ARCnet 是 Datapoint 公司 1977 年开发成功的一种局域网,目前 仍具有较大的使用范围,并作为 Netware LAN 的敷缆系统.ARCnet 使 用 RG-62 同轴电缆,而这种电缆刚好与 IBM3270 终端和 IBM 主机相 连的电缆相同,所以这种网络在大量 IBM 机的使用基地得到广泛应用. ARCnet 现在也可使用双绞线和光纤.新型的 ARCnet plus 速率已 从原来的 2.5Mb/s 增加到 100Mb/s(使用光纤时).这种网络使用的媒体 访问法为令牌总线. ARCnet 使用的媒体有同轴电缆和双绞线,它对双绞线要求较低, 电话线中多余的双绞线 便可作此用途,因为 ARCnet 仅需要一对线,而且数据速率较低.然而, 最好不要使用这种方式,因为当你要升级到也使用双绞线的其它技术 时会产生问题.一、ARCnet 的构件 在构造 ARCnet 网络时,所用关键硬件设备有两种: 其一是有源 Hub,其 二是无源 Hub.所谓有源 Hub 是指一种设备,可对网络信号进行分裂 信号加以分裂.它无放大功能,不需要电源,只是将信号加以分裂.正因 为无放大功能,无源 Hub 的电缆长度远不如有源 Hub. 这是 ARCnet 网 络构成时的主要构件.除 Hub 外,第二种构件是 ARCnet 网卡,通常能以同轴电缆和双绞 线两种方式之一进行工作.当同轴电缆卡要联接到双绞线网络时,必须 使用一种称作 banlun 的设备,这是一种小型设备,可将同轴电缆联接 器转换为双绞线联接器.第三种构件是 93 的终结器。使用同轴电缆时,任何不用的无源 Hub 端口或电缆都要用终端器终接; 使用双绞线时,终接器插入位于电 缆末端的网卡上. 二、ARCnet 的网络结构 ARCnet 布缆方式有两种:一种是总线型,另一种是星型总线型.下面分 别介绍这两种类型的 ARCnet.1.总线结构总线结构与 Ethernet 细缆方式相类似,如图 1 所示.ARCnet 总线最 大长度为 305m,可联接的设备最多 8 个.设备与总线的联接通过 T 型 联接器,该联接器的顶部与电缆相连,底部与网卡相连.电缆两端必须 用 93 的电阻终结.以上是使用同轴电缆的情况,如果使用双绞线,上述规定会有一定变化.在这种情况下使用菊链结构，即适合双绞线媒体的网卡有两个 端口:一个用于连接服务器,另一个用于连接下一个 PC 机.如此级链时 最多可连接 10 个 PC 机,双绞线最大距离不超过 122m(400 英尺). 第 一 个网卡和第二个网卡都必须用 93 终接器终接.2.星形总线结构这种物理布线是以 Hub 为中心,形成一种多星形互连在一起的结 构，如图 2 所示.这种结构之所以称为总线是由于所有工作站共享公 共电缆. 这种结构可使用电缆,也可使用双绞线.在使用电缆时,星形总线通过 使用 Hub 分裂信号来形成.Hub 可以是有源的,也可以是无源的.如果 使用有源 Hub,有源电缆变插入其端口之一,其余的端口连接工作站. 工作站与有源 Hub 的最大距离为 610m(2000 英尺).当使用双绞线时,需要使用有源 Hub,Hub 与文件服务器相连，工 作站也与其直接相连.在这种方式下,服务器或工作站与有源 Hub 之 间的距离最大可为 1220m(4000 英尺).网卡上不用的端口必须用 93 的终接器短接. 三、ARCnet 布线规则 ARCnet 可以多种方式配置,因此,这里只能给出典型使用情况下 的方法.由于使用双绞线和同轴电缆有不同的规范,因此布线规则将分 别加以说明.然而,不管使用那种媒体,ARCnet 应遵循下述通用规则: 有源 Hub 可以连接到其它有源 Hub 或无源 Hub,也可连接到工作站. 无源 Hub 可连接到有源 Hub 和工作站,但不能直接连接到其它 无源 Hub. 在 ARCnet 中不能形成环路.所谓环路是指一根电缆出自某一 Hub,经其它 Hub,最后又连回到起始 Hub. 必须对无源 Hub 不使用的端口进行终接.1.ARCnet 同轴电缆总线设计规则ARCnet 使用总线结构时,在 305m(1000 英尺) 的最大距离上使用 RG-62 型电缆最多可级连 8 个工作站.在总线结构下,使用 T 型连接器 连接工作站,一个总线段必须用 93 的终接器在两端加以终接.ARCnet 同轴电缆可与有源 Hub 提供的星型结构相结合.在这种情 况下,总线一端连接到有源 Hub 上.一个 8 端口的有源 Hub 可连接的 工作站总数为 8X8=64.?如果要连接两个有源 Hub, 每个有源 Hub 的 一个端口可用来连接有源 Hub,?那么每个有源 Hub?可支持 56 个工作 站,两个有源 Hub 则可支持 112 个工作站.表 1 为同轴电缆总线的配 置规范. 表 1 ARCnet 同轴电缆规范 参 数 规范 电缆类型 RG-62 电缆物理布局星型总线 最大节点数 254最大有源 Hub 数每有源电缆一个 有源 Hub 和节点间的最大距离 610m(2000 英尺) 有源 Hub 和无源 Hub 间的最大距离 30.5(100 英尺) 无源 Hub 和节点间的最大距离 30.5(100 英尺) 数据传输速率 2.5Mb/s2.ARCnet 双绞线总线设计规则首先指出,使用双绞线在功能和逻辑上都有等价于同轴电缆总线. 用于双绞线的网板备有两个 6 插针的模块化插座,用来菊链 ARCnet 网板,最大可菊链 10 个工作站,长度不超过 122m(400 英尺).工作站之 间的最小间隔为 1.8m(6 英尺).双绞线结构可与有源 Hub 提供的星型拓扑结构组合,将总线的一 端连接到有源 Hub 便可进行这种组合.表 2 示出了 ARCnet 双绞线规 范.表 2 ARCnet 双绞线规范 参数规则 电缆类型双绞线 电缆物理结构星型总线 最大节点数 254 最大有源 Hub 数 10 有源 Hub 和节点间的最大距离 122m(400 英尺) 数据传输速率 2.5Mb/s 四、ARCnet 的操作 ARCnet LAN 的站传输像总线型 LAN 一样是广播式的,但对总线的 访问决定于令牌.为说明这种网络的操作机制,假定在一条总线上有 4 个节点,其地址分别为 1,10,25 和 255.在启动网络时,这四个工作站形成一个逻辑环.每个站都跟踪两个 信息: 谁是后继者; 谁是前驱者.这两种信息分别由字母 S( 后继者) 和 P(先驱者)代表.一个工作站 的后继者定义为逻辑环上具有较高地址的站;先驱者则定义为逻辑环 上具有较低地址的站.在 ARCnet 中,站地址 0 用于广播地址,因此最小站地址为 1,最大 站地址为 255.在构成逻辑环时规定,工作站地址为 255 的后继站地址 为 1，站地址为 1 的前驱站地址为 255.工作站前驱者和后继者的地 址如表 3 所示. 表 3 工作站的前驱站和后继站地址 工作站地址前驱工作站地址(p)后继工作站地址(s) 125510 10125 2510255 2552511.ARCnet 帧结构像 Ethernet 一样,ARCnet 传输单位也称为帧.帧结构如图 3 所示.图 3(a) 所示为邀请发送 (ITT)令牌帧总是传递给它的后继工作站.(a) ITT 帧 ALERT EOT DID DID (b) FBE 帧 ALERT ENQ DID DID (c) ACK 帧 ALERT ACK (d) NAK 帧 ALERT NAK (e) PAC 帧 ALERT SOH SID DID DID CP DATA CRC CRC ARCnet 帧不管是哪种帧,都由 ALERT 引导,类似于 Ethernet 中使 用的前导码(见本刊今年第 3 期的局域网技术系列文章 3).ALERT 由 6 比特间隔的传号(1)组成.传号(1)由正脉冲后跟负脉冲组成的双脉冲 表示.空号(0)由无脉冲表示.EOT 是 ASCII 码中的传输结束控制符 (04hex). 后跟的两个字节都是 DID(终点标识符) ，即后继工作站的信息.重复 使用 DID 的目的是增加可靠性.图 3(b)是空闲缓冲器询问(FBE)帧.ENQ 是 ASCII 字符集中的询问 字符(05hex). 它后跟的两个字节 DID 是想通过询问了解空闲缓冲器状 态的工作站标识.DID 重复使用也是为提高寻找终点工作站的可靠性.ACK(确认)帧由 ALERT 和 ACK 组成.ALERT 的构成前面已有叙 述,ACK 是 ASCII 字符集中的确认字符(06hex).当响应 FBE 帧而发送 ACK 时,表示接收工作站具有可供使用的缓冲器空间. ACK 帧所以没有 DID 字段,是因为这种帧是作为广播方式发送的。 ACK 帧如图 3(c)所示。NAK(否认)帧如图 3(d) 所示.NAK 是 ASCII 字符集中的否认字符(15hex).当响应 FBE 帧而发送 NAK 时，表示接 收工作站不具有可供使用的缓冲空间.NAK 帧也没有 DID 字段,其原 因与 ACK 帧相同. 图 3(e) 所示为数据帧。帧中 SOH( 标题开始)是 ASCII 字符集中的 标题开始字符(01hex) 。 SID(源点 ID) 和(终点 ID) 表示源点和终点工作站的地址.CP(连续指针)字 段指示工作站在存储器中找到的传输数据的起点.数据字段 DATA 具 有可变长度,处于 1 字节和 508 字节之间，用以携带用户数据.2 字节 的 CRC 字段由发送站添加,用来保护 Data 字段.2.操作过程在启动时,首先要构成逻辑次序,即逻辑环，每个站都不断跟踪保 持其前驱工作站和后继工作站的站标识.关于前驱和后继工作站的规 定如表 3 所示，每个工作站将其自身的后继者(NID)设置为自身站地 址(ID)加 1,并按下述公式设置超时值(TimeOutt):TimeOut=146X(255-ID)S具有最大地址值的工作站首先超时,于是它创建 ITT 帧,并将该令 牌帧发送给它的后继站. 如果在 74us 后没有响应,最大地址值的工作站便认为具有后继 NID 地址的站不存在，随后便将 NID 值增加 1,再次发送 DID 为新值的 ITT.这种过程重复直至该最大地址值的工作站找到自己的后继者为 止.被找到的后继工作站像前驱工作站一样,重复此过程.一旦找到所有活动工作站,正常的令牌传递操作便可开始.配置时 间在 24 到 61us 范围,取决于活动站的数目和工作站地址的值.为使 TimeOut 初始值为 0 和将配置时间减至最小,至少将 ARCnet 一个工作站地址设置为 255.具有 ITT 帧的工作站在将令牌帧传递给后继站之前最多发送一 帧.在数据帧被发送到终点节点之前,必须询问是否有足够的缓冲空间 来接受帧.执行这种询问功能的是 FBE 帧.被询问的站如果有缓冲器 可用,便发回 ACK 帧,否则发回 NAK 帧.发送 FBE 帧后一旦收到 ACK 帧,便可发送数据帧 PAC.如果因为故障破坏了令牌的正确传递,网络必须进行重新配置。 产生另一种重新配置的情况是在令牌传递环上增加工作站或去掉工 作站.因此重新配置是难以避免的事情.如果一个活动工作站在 840ms 后未接收到 ITT 帧,由 8 个传号间 隔组成的 RECON 图样,后跟一个空号便发送 765 次.RECON 图样持 续 2754us,以确保破坏传输中的任何令牌帧，其结果是使令牌帧丢失. 78us 无活动后,所有工作站都会认识到,重新配置正在发生.于是每个 站都将其自身的后继者设置为自身地