任务一 ARC网络
知识点
1.本项目（环型网络）要学什么？
项目导读：ARCNet 是 1977 年由 Datapoint 公司开发的一种局域网技术，它采用令牌总线（Token Bus）方案来管理网络中工作站和其他设备之间的共享线路。
令牌环网（Token Ring） 是一种局域网协议，由 IEEE 802.5 标准进行定义。网络中所有节点都连接到一个由介质组成的环上，每个节点只能同直接相邻的工作站传输数据，通过围绕环流动的"令牌帧"管理各个节点的传输权限。
本项目学习令牌总线和令牌环两种网络的工作方式等内容。
| 目标类别 | 内容 |
|---|---|
| 知识目标 | ① 了解 802.4 标准；② 理解令牌总线等概念；③ 熟悉令牌总线的工作过程；④ 了解环型拓扑结构下的介质访问控制方法；⑤ 理解令牌帧的结构 |
| 能力目标 | ① 掌握令牌总线介质访问控制方法；② 了解 802.4 标准在 ARCNet 中的应用方式；③ 掌握使用令牌进行工作的过程；④ 了解特殊情况下令牌的修复、恢复方法 |
| 素质目标 | ① 规范学生对于令牌总线网络的认识；② 通过对非以太网络的学习，增强学生对于异构网络的理解；③ 规范学生对于令牌环网络的理解与认识 |
2.802.3 与 802.4 的主要区别是什么？
本任务学习的是 IEEE 802.4 标准——令牌总线标准。802.3 与 802.4 的主要区别是两者的物理层特性和介质访问控制方法不同：
| 标准 | 本质 |
|---|---|
| 802.3 | 一个传输基带信号的 CSMA/CD 系统 |
| 802.4 | 一个传送令牌的总线系统 |
一句话：802.3 靠"抢"（争用），802.4 靠"传令牌"（有序）。
3.什么是 ARCNet？
附加资源计算机网络（Attached Resource Computer Network，ARCNet） 是由美国 Data Point 公司使用 IEEE 802.4 标准开发的一种计算机网络，传输介质是同轴电缆或双绞线。
为什么曾经用得广：由于 ARCNet 连接方便、结构灵活且实时性较好，所以在对实时性要求较高的局域网中应用得较为广泛。
总结特点：联网距离远、结构灵活；在客户机数量较多时，网络整体工作效率仍保持在较高水平（不像共享式以太网那样站点越多、冲突越多、效率越低）。因此 ARCNet 非常适合于对实时性要求较高、联网计算机数量较多的环境。
4.IEEE 802.4 标准规定了什么？
IEEE 802.4 标准用于通过总线传送令牌访问的方式，以及与之相关的物理层规范和介质访问技术。
共享介质的访问可以分成两个主要类型：
| 类型 | 含义 |
|---|---|
| 广播型 | 介质上的每个站点都可以收到传输的所有信号，通常以物理总线形式构成 |
| 顺序型 | 站点按顺序依次获得访问权（如环型） |
IEEE 标准只对广播型共享介质方式进行了规范，而 802.4 标准定义的就是一种广播型的总线结构。
802.4 标准规定的内容：
- 传输介质的电气和物理特性
- 采用电气信号的收发方式
- 传送帧的格式
- 站点收到数据帧的动作
- 介质访问控制子层与位于其上的逻辑链路控制子层之间的接口
5.令牌总线（Token Bus）是怎么工作的？
Token Bus（令牌总线）网络采用了 IEEE 802.4 标准，是一种在总线型拓扑中利用"令牌（Token）"作为控制节点访问公共传输介质的介质访问控制方法。
三个要点：
| 要点 | 说明 |
|---|---|
| ① 都能收到 | 每个站点都可以收到在总线上传输的所有信号，这一点与 CSMA/CD 相同 |
| ② 必须有令牌 | 任何一个站点只有在取得令牌后才能使用共享总线发送数据 |
| ③ 逻辑顺序 | 虽然处理的是一个广播型 LAN，然而令牌访问方式在逻辑上却总是顺序的 |
正常运行时的表现：在正常的、稳定的状态操作期间，对介质的使用权从一个站点传送到另一个站点，物理上的连接与令牌的传送顺序无关——令牌传送范围、顺序由协议配置，称为逻辑环。
图 5-6 物理总线上的逻辑环：A、B、C、D、E、F、G 七个站点都挂在同一条物理总线上（物理拓扑是总线型），而协议配置的"逻辑环"用虚线把其中若干站点串成一个环。图中 A、D 两站虽然能收到总线上传输的数据帧，但由于它们不在逻辑环内、不会得到令牌，因而不能向其他站点发送数据。
这个例子说明："能收到"不等于"能发送"——收是广播的，发是按令牌顺序的。
6.广播型总线 + 逻辑环，好处在哪里？
| 方面 | 说明 |
|---|---|
| 物理上 | 布线是总线，省线、易扩展、覆盖距离远 |
| 逻辑上 | 用令牌把总线上的站点组织成一个逻辑环，访问确定、可预测 |
| 实时性 | 每个站点两次获得令牌的最大间隔时间可以算出来（令牌循环时间确定），因此适合实时性要求高的场合 |
| 重载表现 | 负荷重时吞吐率高、延迟低，不会像 CSMA/CD 那样因为冲突急剧恶化 |
| 代价 | 需要实现复杂的环维护功能（令牌丢失、多令牌、站点入环/退环等） |
7.本任务的任务实施做什么？
- 启动计算机，在搜索工具中以"ARC 网络"为关键词进行搜索
- 浏览搜索结果中关于令牌总线的叙述
- 搜索在 ARC 网络中如果出现多个令牌或无令牌的情况时 ARC 的处理方法
- 从网络运行、维修角度分析 ARC 网络的优缺点
8.速查表
| 问题 | 答案 |
|---|---|
| ARCNet 开发年份与公司 | 1977 年，Datapoint（Data Point）公司 |
| ARCNet 依据的标准 | IEEE 802.4 |
| ARCNet 的传输介质 | 同轴电缆或双绞线 |
| 802.4 的本质 | 传送令牌的总线系统 |
| 802.3 的本质 | 传输基带信号的 CSMA/CD 系统 |
| 共享介质访问的两大类型 | 广播型、顺序型 |
| IEEE 标准规范的是哪一类 | 广播型（物理总线形式） |
| 802.4 定义的结构 | 广播型的总线结构 |
| 令牌总线中发送数据的前提 | 必须先取得令牌 |
| 令牌传送顺序由谁决定 | 协议配置，形成逻辑环，与物理连接顺序无关 |
| 令牌总线与 CSMA/CD 的相同点 | 每个站点都能收到总线上所有信号 |
| ARCNet 适用环境 | 实时性要求较高、联网计算机数量较多 |
| 令牌总线的代价 | 需实现复杂的环维护功能 |