电子科大局域网与城域网第3章局域网的体系结构.ppt
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1、12 六月 2023电子科大局域网与城域网第3章局域网的体系结构3.1 协议参考模型3.1.1 概述3.1.2 IEEE 802参考模型3.1.3 IEEE 802实现模型3.1.4 IEEE 802协议族 2 23.1.1 概述n 协议参考模型n OSI参考模型:一个抽象的概念和基础框架n TCP/IP参考模型:以N层为中心的实现模型n 802网络参考模型:LAN/MAN的参考模型n 802网络参考模型n DL层:分成LLC/MAC子层n目的是适应介质访问技术的复杂性n Ph层:可以分成PMI/PMD子层n以便在各种传输介质上构造高性能网络 3 33.1.2 IEEE 802参考模型n IE
2、EE 802 RM for ESn 摘自:Fig.1 IEEE std 802-2001LLC:Logical Link Control 逻辑链路控制(子层)MAC:Medium Access Control 介质访问控制(子层)LSAP:Link Service Access Point 链路服务访问点MSAP:MAC Service Access Point MAC服务访问点PhSAP:Physical Service Access Point 物理服务访问点ApplicationPresentationSessionTransportNetworkData LinkPhysicalMed
3、ium MediumPhysical PhysicalMACLLCMACLLCScope of IEEE 802 StandardsUpper Layer ProtocolsUpper Layer ProtocolsMSAPLSAPPhSAP 4 43.1.2 IEEE 802参考模型-说明n 802网络参考模型由IEEE 802委员会制n定义802网络的层次结构和协议体系n 802网络的协议层次与OSI/BRM的对应n低二层:DL、Phn DL层分为:LLC/MAC两个子层n向高层提供服务:通过LSAPn Ph层越来越复杂,近年来也开始划分子层n大致分为:PMI/PMD子层注意:802的标准
4、包括了对介质的规范 5 53.1.3 IEEE 802实现模型n 802实现模型n 特别加强了物理层的结构DLPHY高层MIIMDImediumLLCMACPMIPMDLLC:逻辑链路控制子层MAC:介质访问控制子层PMI:物理介质无关子层 Physical Medium Independent sublayerPMD:物理介质相关子层Physical Medium Dependent sublayerMII:介质无关接口Medium Independent InterfaceMDI:介质相关接口Medium Dependent Interface 6 63.1.4 IEEE 802标准族n
5、IEEE 802标准族成员及其相互关系n 摘自:IEEE std 802.1Q-2003 7 7n IEEE802.1:综述、编址、桥接、管理、n IEEE802.2:屏蔽不同类型的LAN,向上提供一致的服务n IEEE802.3/11/15/16/17,n 定义不同类型的LAN/MANn 内容包括:MAC协议、物理接口、介质需求n 所有的LAN具有相同的LLC子层及不同的MAC子层和物理层n 不同的MAC和物理层构成了不同的LAN 3.1.4 IEEE 802标准族-简图802.3802.2802.11物理层数据链路层PHYMACLLCOSI 层次LAN层次802.17802.1 8 83.
6、2 LLC层3.2.1 LLC概述3.2.2 LLC服务3.2.3 LLC PDU3.2.4 LLC地址3.2.5 LLC协议应用模式 9 93.2.1 LLC概述n LLC协议:源于HDLC标准n LLC提供DL层的功能n 两个站点间DL_PDU的传送n 支持共享介质上的多路访问n 组播/广播功能n LLC:当年位于中心位置n 向下支持多种MAC协议n 向上层提供统一接口:LSAPn 当前的演变、正在退出实用 10 103.2.2 LLC服务n LLC提供的基本服务n无确认无连接服务nUnacknowledged connectionless-mode servicesn连接式服务nConn
7、ection-mode servicesn有确认无连接式服务nAcknowledged connectionless-mode services 11 113.2.3 PDU与数据封装LSAPXLLCMACPHYLLC LLCMACPHYLLCX站点A站点BDATADATA DATALLC头 DATAMAC尾 MAC头LLC PDUMAC帧LLC头 DATA PDU PDU:逐层加封:逐层加封PCI PCI(包括地址等)(包括地址等)12 12n LLC头部:LLC协议信息n 含源/宿LLC地址(DA/SA)及其他控制信息n MAC头部:MAC协议信息n 含源/宿MAC地址及其他控制信息n M
8、AC尾部:FCS,用于对MAC帧检错n 一般而言,协议头部在各层协议中是必要的n 源、宿地址指明谁与谁通信n 其他控制信息指明如何实现通信3.2.3 LAN协议头部信息 13 13IP IPX.3.2.4 LLC地址n LLC地址n 是LLC的LSAP地址的简称n LLC地址标识一个LLC用户n LLC用户通常是网络层的一个实体n网络层有多个用户:通常是多种网络层协议n LLC/SAPn LLC支持多重SAPn 每一个SAP都有自己的LLC地址LLCMACPHY LLCLSAP 14 143.3 MAC层3.3.1 背景3.3.2 MAC层的功能3.3.3介质访问控制技术3.3.4 MAC帧结
9、构3.3.5 MAC地址3.3.6 MAC服务3.3.7 MAC帧发送与接收 15 153.3.1 背景n 早期:局域网大都使用共享信道n 必须提供对传输介质进行访问控制的机制,这就是MAC协议n 目前:高性能局域网正在使用独享信道n 不需要介质访问控制协议n 在高性能局域网标准中,介质访问控制协议名存实亡n 以太网的CSMA/CD在点对点链路中并不使用n 万兆位以太网已经不支持共享信道n MAC协议仍然是重要的研究课题n 在新的接入网技术中使用n 是学术论文的重要题材 16 163.3.2 MAC层功能n 编址n 成帧n 帧发送与接收n 帧过滤n 介质访问控制n 向上层提供无连接的服务n M
10、AC的功能基本上由网卡(NIC)来完成n 网卡硬件与主机独立,有CPU、ROM、RAM等n 独立对MAC帧进行处理,不占主机的时间和空间n 介质访问管理n 完成物理层的功能:编/解码,同步等 17 173.3.3 介质访问控制技术n 共享信道环境一定需要信道访问控制n 信道访问控制面临的问题n Where:在哪里控制?n集中式控制与分布式控制n目前多使用分布式仲裁机制n How:如何控制?n静态分配与动态分配n 典型的控制机制n轮转、预约、争用 18 183.3.3.1 典型MAC技术轮转n 时间片轮转,各站点轮流得到传输时间片n 使用时间片长度可能受限n 仲裁:集中、分布皆可n 优点n 适用
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