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通信基础学习之数据通信基础(8)
3.2.2体系结构
在20世纪80年代初期,美国电气和电子工程师协会IEEE 802委员会首先制订出局域网的体系结构,即著名的IEEE 802参考模型,许多IEEE 802标准已成为ISO国际标准。
3.2.2.1 IEEE 802参考模型
由于局域网拓扑结构主要是总线型、环型、星型、树型,故路由选择可以大大简化,,其高层尽可能与OSI参考模型符合,802标准中只有最低的两个层次,即物理层和数据链路层。然而局域网的种类繁多,其媒体接入控制的方法也各不相同,这样其数据链路层就比广域网复杂。为了使局域网中的数据链路层不致过复杂,就将其数据链路层划分为两个子层:逻辑链路控制子层(简称LLC子层)和媒体访问控制子层(简称MAC子层)。在802参考模型中还包括对传输媒体和拓扑结构的说明,这部分内容对于局域网来说特别重要,但按OSI的观点,这部分内容不在OSI的环境中。图3-2是局域网的802体系结构与OSI参考模型的对比。
下面简要介绍IEEE 802各层的功能。
? *物理层
物理层的主要功能包括:信号的编码和译码;为进行同步用的前同步码的产生和去除;比特的传输和接收等。
? *MAC子层
局域网中与接入各种传输媒体有关的问题都放在MAC子层,而且MAC子层还负责在物理层的基础上实现无差错的通信。具体说,MAC子层的主要功能是:MAC帧的封装与拆卸;实现和维护各种MAC协议;比特差错检测;寻址等。
? *LLC子层
数据链路层中与媒体接入无关的部分都集中在LLC子层,其主要功能是:数据链路的建立和释放;LLC帧的封装和拆卸;差错控制;提供与高层的接口,即服务访问点SAP等。
从局域网的体系结构可以看出,局域网数据链路层有两种不同的数据单元:LLC帧和MAC帧。通常提到"帧"时是指MAC帧,而不是LLC帧。图3-3为LLC帧和MAC帧的关系示意图。
图3-3 LLC帧和MAC帧的关系
其中LLC帧的帧结构如图3-3所示,和HDLC帧非常像。由于它还要封装在MAC帧中,所以LLC帧中无标志字段和帧校验序列字段,只有四个字段,即目的服务访问点(DSAP)、源服务访问点(SSAP)、控制字段和信息字段。服务访问点SAP实际上是LLC子层的逻辑地址,简称SAP地址。一个主机的LLC子层上设有多个SAP,以便向多个进程提供服务,比如主机A到主机B方向现在同时有两个进程,这两个进程分别通过主机A的LLC子层的两个SAP和主机B的LLC子层的两个SAP建立连接,因此这两个进程可以同时进行。
由于IEEE 802规定了不同MAC子层协议,其MAC帧的帧格式各不相同,但不管哪一种MAC协议,都具有MAC地址,即每个站的物理地址。随着局域网的互连,在各地的局域网中的站必须具有互不相同的物理地址,同时为了使用户买到网卡就能把机器连到局域网上工作,802标准规定将MAC地址固化在网卡中,采用48bit(6字节)的地址字段,其中前三字节(高24位)由IEEE统一分配,世界上凡是生产网卡的厂家都必须向IEEE购买这三个字节构成的一个号,又称"地址块",地址字段的后三字节(低24位)由厂家自行分配。
可见在局域网中,MAC地址的作用就是用来找到我们所要进行通信的计算机,网卡从网上每收到一个MAC帧,首先检查其MAC地址,如果是发往本站的帧就收下,然后进行其它处理。这里包括以下三种帧:
单播帧——收到的帧的MAC地址与本站的MAC地址相同;
广播帧——发送给所有站的帧(全"1"地址);
多播帧——发送给一部分站点的帧。
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