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。