《LAN协议体系结构》PPT课件.ppt

1、1,第一章第6讲 LAN协议体系结构,LAN协议参考模型 LLC子层 MAC子层 PHY物理层,2,LAN协议参考模型,即IEEE802参考模型 制定参考模型的机构： IEEE802委员会 模型的主要内容 IEEE802.1（适用于所有的LAN） LAN的综述、寻址，管理与控制 IEEE802.2（适用于所有的LAN ） 逻辑链路控制 IEEE802.3、 IEEE802.4、 IEEE802.5、（不同的LAN） 介质规范、物理接口、访问方法,3,IEEE802模型与OSI模型的比较,IEEE802标准的范围,LSAP,IEEE802参考模型,高层（3层及以上层） 独立于网络的物理结构,4,

2、LAN中数据链路层分层的原因,逻辑上要求的对共享介质的访问控制并没有在OSI模型中的数据链路层实现。 LAN通信已经很复杂，必须分解为更小的模块 不可能用单一技术来满足所有需求，应是 多种媒体 多种拓扑结构 不同访问方式,5,LAN协议体系,LLC：Logical Link Control 逻辑链路控制 MAC：Media Access Control 媒体访问控制,所有的LAN都具有相同的LLC子层（与媒体无关）和不同的MAC子层和物理层（与媒体相关） 不同的MAC和物理层构成了不同的LAN,6,LAN 协议信息与数据封装,DATA,LLC头,DATA,MAC尾,MAC头,LLC PDU,M

3、AC帧,7,头部信息,LLC头部 LLC协议信息 含源、目LLC地址（SAP）及其它控制信息 MAC头部 MAC协议信息 含源、目MAC地址及其它控制信息 MAC尾部 MAC帧的校验字段 用于对MAC帧检错,头部在分层协议中必不可少 源、目地址指明谁与谁通信 其他控制信息指明如何实现通信,8,LAN 协议体系实际应用模式,IEEE802标准模式,采用完整的LAN层次和LLC PDU,向上层多种协议（IP、IPX、X.25） 提供服务访问点,可向上层提供CO和CL两种服务,Internet 模式,无LLC子层（或为空层）,直接利用MAC帧封装上层数据,只考虑向上层提供无连接的服务,上层利用LLC

4、封装数据,9,LAN 协议体系实际应用模式,Ethernet一般采用 MAC帧直接封装IP,10,LLC子层,LAN的LLC子层具有OSI数据链路层的功能 LLC子层协议的作用范围： 两个站点间链路级PDU的传输 由于LAN结构的特点，LLC子层具有如下特殊性： 其PDU的传输是端到端的 支持链路的多路访问、介质共享 支持组播和广播（同时向多个或全部站点发送信息）,11,LLC子层的功能,屏蔽各种LAN MAC子层的差异，向用户提供统一的访问LAN的接口（提供多个LSAP，支持多种上层协议） 向LAN的上层提供端到端的服务（站点站点） 向上层提供连接的服务（CO）和无连接的服务（CL） 差错控

5、制、流量控制、链路管理,LSAP,12,LLC子层提供的服务,三种服务方式 无确认无连接的服务 连接式服务 有确认无连接的服务,13,连接式服务,通信必须经历三个过程： 建立连接（2个LSAP间的逻辑链路连接） 传输数据 拆除连接 向上层提供一种可靠的服务 确认机制，流量控制，差错控制，从而传送有序，向上递交正确的数据 只能支持单播，不支持组播、广播 可靠但效率低，不适应频繁更换通信对象 适合站点之间大流量的可靠的数据传输,14,无确认无连接的服务,有数据就发，通信前后无需建链和拆链 向上层提供一种不可靠的服务 无确认，无流量及差错控制，因此可能会乱序，可能向上递交错误数据 支持单播、组播和广

6、播 适应快速更换通信对象 在信道误码率低的环境下通信效率高,15,有确认无连接的服务,有数据就发，通信前后无需建链和拆链，但需要对每个PDU进行确认 向上层提供一种可靠的服务 有确认及差错控制，因而不会乱序，保证向上递交正确的数据 支持单播、组播和广播 能快速更换通信对象 适合于频繁更换通信对象、可靠的数据传输,16,LLC协议,标准中定义了三种协议类型（操作类型） 类型1，支持无确认无连接的服务 类型2，支持连接的服务 类型3，支持有确认无连接的服务,17,LLC 协议数据单元LLC PDU,类似于HDLC（High Level Data Link Control） PDU格式,127 个组

7、DSAP 127个单DSAP,单播/组播标识位 0：单DSAP 1：组DSAP,指示/响应标识位 0：指示 1：响应,I帧,S帧,U帧,18,LLC 的地址LSAP,LSAP 就是LLC地址（逻辑地址，与上层之间的接口） 每个SAP 标识一个服务用户（最多提供254个SAP） 每个上层实体通过SAP请求LLC实体为其提供服务 LSAP为0，表示LLC为空层，上层直接访问MAC,LSAP,19,LLC PDU类型,LLC PDU的控制字段将PDU分为三种类型 信息帧( I，Information ) 用于传送上层数据 监控帧( S，Supervisory ) 用于差错控制和流量控制 无编号帧(

8、U，Unnumbered ) 用于交换控制信息或无连接服务时传送上层数据,20,服务类型与PDU类型的关系,无确认无连接服务： 只使用U帧传送上层数据,连接的服务：使用I、S、U三种PDU,有确认无连接的服务：只使用U（PDU），但需要对每个PDU确认,U（PDU）：建链、拆链，信息报告等,I（PDU）：传送上层数据,S（PDU）：传送确认信息及流控信息,21,LLC小结,LLC主要是向上层提供统一的LAN的接口，不同的LAN具有相同的LLC子层 LLC向上层提供多个服务访问点SAP（最多254个） LLCSAP即LLC地址，每个SAP标识一个上层进程 LLC提供三种服务方式，每种方式对应一种

9、操作模式 LLC PDU有三种类型：I、S、U；不同的服务方式使用的PDU类型不同,22,MAC子层,MAC子层讨论的问题,有哪些主要功能？,如何完成功能（由谁？怎样？）,地址与寻址方式如何？,如何发送、接收数据？,提供何种服务？服务质量如何？,23,MAC子层的功能,MAC子层的主要功能 编址、成帧、帧的传输 介质访问控制 向上层提供无连接的服务 MAC子层的功能基本上由网卡（NIC）完成 网卡硬件与主机独立 独立对MAC帧进行处理，不占主机的时间和空间 介质访问管理 完成物理层的功能：编/解码，同步等,24,MAC地址,MAC地址是LAN站点的物理地址（硬件地址、网卡地址） 标识一个站点到

10、LAN的物理接口，唯一识别LAN中的站点 在一个LAN中MAC地址唯一，只在一个物理网中有效 地址分类：全局地址和局部地址；广播、组播和单播地址 地址长度：16位、48位两种（通常采用48位） 地址表示方法（以48位为例）：十六进制分隔法 即6对十六进制数，中间用短线隔开。 例： 00-60-08-BD-7C-1E,25,全局MAC地址（固定地址）,全局MAC地址固化在网卡硬件上 全局MAC地址全世界唯一 更换网卡，计算机的硬件地址随之改变 好处：网上的新老设备不会发生地址冲突 坏处：地址不连续，管理不便,IEEE向全世界网卡生产厂分配厂商代号（OUI origanizationally un

11、ique identifiler),占前3字节,保证网卡地址全球唯一 例：3Com公司OUI ：00-60-80 Intel公司OUI ： 00-90-27,26,本地MAC地址（手工地址）,本地MAC地址由人工配置，可根据需要更改 一般只在本地网络中使用 在本地网中唯一 可按一定规律配置 如：楼号楼层号办公室等编址 好处 便于管理和维护 主机更换网卡可不改变硬件地址（设置） 坏处 加重管理员的负担，必须人工配置 网卡坏了，换新卡时必须重新配置,27,单播、组播和广播地址,单播地址（Uncast) 表示一个站的唯一地址 组播地址（mulitcast) 表示一组站的地址 广播地址 (boardc

12、ast) LAN所有站的地址(48位全1） FF-FF-FF-FF-FF-FF,28,地址类别标识位,IEEE802.5(Tokin Ring) MAC地址的第1字节,地址的发送顺序：,先高字节，后低字节 字节中，先低位后高位,先高字节，后低字节 字节中，先高位后低位,IEEE802.3和Ethernet MAC地址的第1字节,地址的发送顺序：,29,网卡能识别的地址,网卡能接收何种帧取决于它能识别何种地址 一般能识别单播地址和广播地址 如果要能接收组播帧，必须对网卡进行配置,组地址可加可删,工作地址,30,MAC帧的通用格式,帧同步 帧定位 硬件完成,源、目地址 其他控制信息,上层数据,校验字段,不同的LAN，帧格式相似，具体的控制信息有差异 如：以太帧和802.3帧有长度控制，802.5帧有优先级等 目的地址一般放在帧头的前部，便于接收方快速识别,31,MAC帧的传输发送与接收,MAC帧的发送,位流通过介质发送,MAC帧头中含源、目MAC地址,目的MAC地址由上层提供,目的MAC地址可为单播、 组播或广播,帧的发送遵照具体LAN的 发送规则,32,MAC帧的传输发送与接收,MAC帧的接收,什么是无效帧,收到帧,No,Yes,No,Yes,剥去帧头帧尾 数据交上层,丢 弃,长度不是整数字节数,长度不在规定范围之内,校验出错,33,MAC子层提供的服务,