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大学计算机网络实用技术-雷建军-课件PPT,大学,计算机网络,实用技术,雷建军,课件,ppt
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第4章 计算机局域网,5.2 局域网体系结构,5.2.1 局域网参考模型 5.2.2 IEEE 802标准 5.2.3 逻辑链路控制子层 5.2.4 局域网介质访问控制方式,下一页,返回,第4章 计算机局域网,5.2.1 局域网参考模型,与OSI/RM相比，LAN/RM只相当于OSI的最低两层。物理层用来物理连接是必需的，数据链路层将数据构成编址帧形式传输，并实现帧的排序控制、差错控制及流量控制功能，使不可靠的链路成为可靠链路。,第4章 计算机局域网,5.2.1 局域网参考模型,为了使局域网中的数据链路层不至过于复杂，并减轻其负担，LAN/RM将其划分为两个子层，即介质访问控制（MAC）子层和逻辑链路控制（LLC）子层。把与访问各种传输介质有关的问题都放在MAC层，把数据链路层中与介质访问无关的部分都集中在LLC子层。,第4章 计算机局域网,5.2.1 局域网参考模型,下面介绍LAN/RM中物理层和数据链路层的功能。 1物理层 2数据链路层 （1）介质访问控制层MAC （2）逻辑链路控制层LLC,下一页,第4章 计算机局域网,1物理层,物理层主要处理在物理链路上发送、传递和接收非结构化的数据流，包括对带宽的频道分配和对基带的信号调制，建立、维持、撤消物理链路等，并要实现电气、机械、功能和规程四大特性的匹配。物理层可以采用一些特殊的通信媒体，其信息可组成多种不同格式。,下一页,返回,第4章 计算机局域网,（1）介质访问控制层MAC,MAC子层支持数据链路功能，并为LLC子层提供服务。其主要功能是控制对传输介质的访问，支持的介质访问控制方式有CSMA/CD、Token-Ring、Token-Bus等。MAC层还实现帧的封装、拆卸，帧的寻址和识别，实现和维护MAC协议，完成帧检测序列产生和检验等功能。,下一页,返回,第4章 计算机局域网,（2）逻辑链路控制层LLC,LLC子层向高层提供一个或多个逻辑接口，并提供两种控制类型，一种是无连接的控制，另一种是面向连接的控制。LLC子层具有帧顺序控制及流量控制等功能，还包括某些网络层功能，如数据报、虚拟控制和多路复用等。,下一页,返回,第4章 计算机局域网,5.2.2 IEEE 802标准,美国电气及电子工程师学会IEEE于1980年成立了专门的机构来制定局域网的有关标准，并按成立时间取名为“IEEE802局域网标准委员会”，简称“IEEE802委员会”。 IEEE802共有12个分委员会，分别制定了相应的标准，有些标准还在不断地制定中，其中IEEE802.1IEEE802.6已成为ISO的国际标准ISO8802.1ISO8802.6。,下一页,第4章 计算机局域网,5.2.3 逻辑链路控制子层,1网络层/LLC子层界面服务规范 2LLC子层/MAC子层界面服务规范 3LLC协议数据单元（PDU）结构 4LLC协议的型和类 5LLC协议的元素,下一页,第4章 计算机局域网,1网络层/LLC子层界面服务规范,本规范提供两种服务方式： （1）不确认的无连接服务。提供在不建立数据链路连接的方式下进行网络层实体交换链路服务数据单元的手段。数据传输方式可为点点式、多点式或广播式，这是一种数据报服务。,返回,第4章 计算机局域网,1网络层/LLC子层界面服务规范,本规范提供两种服务方式： （2）面向连接服务。这个服务集提供了建立、使用、复位以及终止数据链路层连接的手段。这些连接是通过LLC服务访问点之间点点式的连接，它还提供数据链路层的定序、流控和错误恢复，这是一种虚电路服务。,下一页,返回,第4章 计算机局域网,2LLC子层/MAC子层界面服务规范,本规范说明了逻辑链路控制子层对介质访问控制子层的服务要求，以便本地LLC子层实体与对等层LLC子层实体交换LLC数据单元。它定义了该层界面服务原语。,下一页,返回,第4章 计算机局域网,3LLC协议数据单元（PDU）结构,所有LLC协议数据单元的结构是统一的: （1）目的服务访问点地址（DSAP Address）字段。 （2）源服务访问点地址（SSAP Address）字段。 （3）控制字段（Control Field）。 （4）信息字段（Information Field）。,下一页,返回,第4章 计算机局域网,4LLC协议的型和类,（1）型操作：LLC间交换PDU不需要建立数据链路连接，这些PDU不被确认，也没有流量控制和差错恢复。 （2）型操作：两个LLC间交换带信息的PDU之前，必须先建立数据链路连接。正常的通信包括从源LLC到目的LLC发送带有信息的PDU，它由相反方向上的PDU所确认。,下一页,返回,第4章 计算机局域网,5LLC协议的元素,图5-3表示LLC PDU控制字段格式，定义了3种格式，用来完成带编号的信息帧传输、带编号的监视帧传输、无编号控制和无编号信息传输。,下一页,返回,第4章 计算机局域网,5.2.4 局域网介质访问控制方式,1CSMA/CD访问控制方式 2IEEE 802.3标准 3令牌环访问控制方式 4IEEE 802.5标准 5令牌总线访问控制方式,下一页,第4章 计算机局域网,1CSMA/CD访问控制方式,CSMA控制方式又称为“先听后讲”，其基本思想是：任何一个站点需要发送信息时，首先侦听当前有无另一个站点正在发送信息，即介质上有无信息传输。如果侦听的结果信道是空闲的，则该站点可以立即发送信息；如果侦听结果信道上有信息传送，就继续侦听，直到信道空闲时再立即发送信息。,返回,第4章 计算机局域网,1CSMA/CD访问控制方式,假设A站点与距离A站点最远B站点的传输时延为T，如图5-4所示，那么2T就作为一个时间单位。若该站点在信息发送后2T时间内无冲突，则该站点取得使用信道的权利，利用它可以正确地发送信息。可见，要检测是否冲突，每个站点发送的最小信息长度必须大于2T时间。,返回,第4章 计算机局域网,1CSMA/CD访问控制方式,带冲突检测的载波侦听多路访问式CSMA/CD（CSMA with Collision Detection）。CSMA/CD发送过程如图5-5所示。,返回,第4章 计算机局域网,1CSMA/CD访问控制方式,CSMA/CD具体工作过程概括如下： （1）先侦听信道，如果信道空闲则发送信息。 （2）如果信道忙，则继续侦听，直到信道空闲时立即发送。 （3）发送信息后进行冲突检测，如发生冲突，立即停止发送，并向总线上发出一串阻塞信号（连续几个字节全为1），通知总线上各站点冲突已发生，使各站点重新开始侦听与竞争。 （4）已发出信息的各站点收到阻塞信号后，等待一段随机时间，重新进入侦听发送阶段。,返回,第4章 计算机局域网,1CSMA/CD访问控制方式,CSMA按其算法的不同存在以下三种方式： （1）非-坚持CSMA。若信道忙，则不再侦听，隔一定时间间隔后再侦听。若信道空闲，则立即发送。 （2）P-坚持CSMA。若信道忙，继续侦听。但当发现信道空闲时，并不总是发送信息，为减少冲突，以概率P发送信息。 （3）1-坚持CSMA。若信道忙，一直侦听，直到发现信道空闲时，立即发送信息。若有冲突，回退一个概率时间重新侦听。,下一页,返回,第4章 计算机局域网,2IEEE 802.3标准,CSMA/CD方式已由IEEE 802委员会建议成为局域网控制协议标准之一，即IEEE 802.3标准。 IEEE 802.3是按照体系结构方法来组织的，它强调将系统划分为两大部分：数据链路层的介质访问控制子层（MAC）和物理层。,返回,第4章 计算机局域网,2IEEE 802.3标准,（1）介质访问控制的帧结构。MAC帧是在MAC子层实体间交换的协议数据。帧的格式如图5-6所示。,返回,第4章 计算机局域网,2IEEE 802.3标准,（2）介质访问控制方法。IEEE 802.3介质访问控制有两个主要的功能：数据封装、完成成帧、编址和差错检测；介质访问管理，完成介质分配和解决争用。介质访问控制的功能模块如图5-7所示。,返回,第4章 计算机局域网,2IEEE 802.3标准,（3）物理传输介质，IEEE 802.3规定了6种物理层标准，见表5-1。,下一页,返回,第4章 计算机局域网,3令牌环访问控制方式,令牌环网的访问控制过程如图5-8所示。,返回,第4章 计算机局域网,3令牌环访问控制方式,图5-8（a）表示站点A要求发送信息，等待空闲令牌到达，若站点C，D均无信息发送，则空闲令牌到达站点A。站点A获取空闲令牌后，把它改成忙令牌并发送出去，紧接着，站点A向站点C发出一帧信息。 图5-8（b）表示此时站点C是接收站，它将寻址到本地址相同的帧信息接收到站点内。 图5-8（c）表示被站点C拷贝过的信息帧回到站点A，站点A根据接收标志，修改忙令牌为空闲令牌发出，并清除该信息帧。,下一页,返回,第4章 计算机局域网,4IEEE 802.5标准,令牌环是一种适用于环型网络的分布式介质访问控制方式，已由IEEE 802委员会建议成为局域网控制协议标准之一，即IEEE 802.5标准。 （1）介质访问控制的帧结构。 （2）优先级访问控制。 （3）令牌环的维护。 （4）物理传输介质。,下一页,返回,第4章 计算机局域网,5令牌总线访问控制方式,令牌总线访问控制方式（Toke
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