1.局域网通信协议标准
局域网采用IEEE802通信协议,它包含着OSI中对应的最下面三层(物理层、数据链路层和网络层)的功能。再加上高层协议和网络软件才能组成计算机局域网通信系统。
局域网参考模型网络层的部分功能,如分组寻址、排序、流量控制、差错检测等可纳入数据链路层完成,不用单独设置网络层。因此,实际上局域网只包含OSI参考模型的最低两层,即物理层和数据链路层,如图4-20所示。
图4-20 IEEE802体系结构与OSI参考模型的对应关系
与OSI参考模型相对应,局域网的数据链路层又细分为逻辑链路控制子层(Logical Link Control,LLC)和媒体访问控制子层(Medium Access Control,MAC)。
LLC的主要功能是:差错控制、数据帧编号、建立和释放数据链路层的逻辑连接、提供高层接口和提供不确认的无连接服务及面向连接服务并与MAC媒体访问控制子层共同完成OSI模型中的网络层功能。
LLC提供一个或多个服务访问点(Service Access Point,SAP)与高层联系,以复用的形式建立“多点—多点”之间的数据通信。
MAC的主要功能是:寻址、比特流差错检测、维护MAC协议和将上层交下来的数据封装组成帧后进行发送(接收时的过程相反,将帧拆卸)。
MAC常用的控制方法有:检测共享传输媒体(介质)发生数据冲突的载波监听多路访问CSMA/CD、控制令牌(Control Token)和时槽环(Slotted Ring)三种技术。
总之,MAC是负责解决局域网中多种设备共享传输媒体(介质)时发生的问题。
物理层的任务是提供编码方法、提取时钟信号、发送和接收,并为数据链路层提供服务。
为了提供多个高层实体的支持,图4-20中多个LLC服务访问点(LSAP)在LLC层的顶部实体(A)、(B)和(C)提供接口端。多个网际服务访问点(NSAP)在网际层的顶部实体(D)、(E)和(F)提供接口端。媒体访问控制服务点(MSAP)向单个LLC实体提供单个接口端。物理服务访问点(PSAP)由于局域网的地理位置范围较小,拓扑结构主要采用总线型、星形、环形和树形等,任意两个站之间只有一条链路,一般无需路径选择,通信控制较简单。
局域网有三种不同的数据交换方式:
(1)单播方式(unicast),即一对一的传输方式。
(2)广播方式(broadcast),即一对全体的传输方式。
(3)多播方式(multicast),即发送给部分站点。
2.IEEE 802局域网通信协议标准系列
IEEE802局域网通信协议是一个标准系列,它已被美国国家标准协会(American National Standards Institute,ANSI)采纳成为美国国家标准,还被国际标准化组织(International Organiza-tion for Standardization,ISO)作为国际标准,称为ISO8802-X。
图4-21是IEEE802局域网协议标准系列的组成。图中各协议的含义及内容简释如下:
1)IEEE802.1a:体系结构(1995)。
2)IEEE802.1b:寻址、网间互连和网络管理(1995)。
3)IEEE802.2:逻辑链路控制LLC(1998)。
4)IEEE802.3:CSMA/CD载波监听多址访问/碰撞检测和物理层技术规范(1998)。
5)IEEE802.3i:10Base-T访问控制方法与物理层技术规范(1998)。
6)IEEE802.3u:100Base-T访问控制方法与物理层技术规范(1999)。
7)IEEE802.4:Token BUS(令牌总线)访问控制与物理层技术规范(1990)。
8)IEEE802.5:Token Ring(令牌环)访问控制与物理层技术规范(1997)。(www.xing528.com)
9)IEEE802.6:城域网访问控制与物理层技术规范(1994)。
10)IEEE802.7:宽带局域网技术标准(1997)。
11)IEEE802.8:FDDI光纤网络技术标准(1989)。
12)IEEE802.9:IVDLAN集成化语音数据局域网(1996)。
13)IEEE802.10:SILS可互操作的局域网安全标准(1998)。
14)IEEE802.11:无线局域网标准(1999)。主要用于无线网络传输,解决办公室局域网和校园网中,用户与用户终端的无线接入,主要协议包括802.11a、802.11b、802.11g、802.11n等子协议。
15)IEEE802.11a:5GHz波段高速物理层规范。
16)IEEE802.11b:2.4GHz波段高速物理层规范。
17)IEEE802.11g 2.4GHz频段,兼容802.11b,采用OFDM多载波调制,支持54Mbit/s速率。
18)IEEE802.11n可工作在2.4GHz和5GHz两个频段。5.725~5.825GHz,共4个信道。
19)IEEE802.12:按需优先协议(100VG-Any LAN)(1998)。
20)IEEE802.14:利用CATV宽带通信的标准(1998)。
21)IEEE802.15:无线私人网(Wireless Personal Area Network,WPAN)。
22)IEEE802.16:宽带无线访问标准(broadband Wireless Access Standards)。
23)IEEE802.17:弹性分组环(Resilient Packet Ring)。
24)IEEE802.18:无线管制(Radio Regulatory TAG)。
25)IEEE802.19:共存(Coexistence TA)。
26)IEEE802.20:移动宽带无线接入(Mobile Broadband Wireless Access,MBWA)。
27)IEEE802.21:媒质无关切换(Media Independent Handoff)。
图4-21 IEEE802局域网标准系列
3.局域网常用的拓扑结构及传输媒体
局域网常用的网络拓扑结构有星形网、环形网、总线网和树形网,如图4-22所示。其中星形结构的局域网获得了广泛的应用。树形结构的局域网是总线网的一种变形。
局域网可使用多种传输媒体。双绞线最便宜,原来只用于低速(1~2Mbit/s)基带局域网。由于双绞线制造技术的提高,近年来双绞线的性能获得了大幅度提高(超五类或六类双绞线),现在10Mbit/s、100Mbit/s乃至1Gbit/s的局域网也可使用双绞线,双绞线已成为局域网的主流传输媒体。50Ω同轴电缆可用到10Mbit/s;而75Ω同轴电缆可用到数百Mbit/s。光纤具有很好的抗电磁干扰特性和很宽的频带,主要用于环形网中,其数据率可达到1 Gbit/s以上。网络技术发展很快,点到点的线路也已开始使用光纤了。
图4-22 局域网的拓扑结构
a)星形网 b)环形网 c)总线网 d)树形网
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