1、模式和标准
IEEE802标准遵循OSI参考模型的原则,描述物理层、数据链路层的功能以及网络层的接口服务。
对于数据链路层,该标准具体目标如下:
①与HDLC规程的模式相一致;
②与网络布局无关;
③与传输速率无关;
④与传输媒质无关;
⑤与编码技术无关。
从局域网的特性可见:网中各用户站之间关系是平等的,共享传输媒质,需要多点平衡链路。因此,存在着各用户竞争传输媒质和管理的问题。IEEE802标准将数据链路层分为逻辑链路控制(LLC,高)和媒质访问控制(MAC,低)两个子层,以实现数据链路层与媒质、拓扑无关的理想特性。
LLC服务访问点(L-SAP),在网络层与逻辑链路控制子层的界面上提供多点逻辑信口;而MAC服务访问点(MAC-SAP),在LLC子层与MAC子层间提供单一的逻辑信口;物理服务访问点(P—SAP),在MAC子层与物理层间提供单一的逻辑信口。
图8.5.2 IEEE802各标准之间的关系
IEEE802是一个标准系列,包括802.1、802.2、802.3、802.4、802.5和802.6.图8.5.2示出了各个标准之间的关系。
802.1标准描述各标准之间的关系、参考模型以及与高层协议的关系;802.2是通用的逻辑控制规程;802.3描述CSMA/CD总线访问方法和物理层规范说明;802.4描述令牌总线访问和物理层规范说明;802.5描述令牌环式访问方法和物理层规范说明;802.6描述大城市地区网访问方法和物理层规范说明。
2、逻辑链路控制子层(LLC)
(1)协议数据单元
局域网各站的LLC子层之间,以协议数据单元(PDU)为信息单元进行交换。LLC的PDU格式如图8.5.3所示。
图中DSAP是终点服务访问地址字段,SSAP是源点服务访问地址字段,终点地址允许单个地址、多站地址或广播地址。象HDLC规程的帧格式一样,其包含控制字段和信息字段,并且根据控制字段格式可分成I格式PDU、S格式PDU以及U格式PDU.
图 8.5.3 LLC的 PDU 格式
标准对LLC报文类型、LLC站的类型、命令和响应分别作出规定,这些内容与HDLC规程相仿。其中第一种操作类型是提供协议复杂性最小的无连接服务,此时差错恢复及排序功能要由较高层协议完成。第二种操作类型是提供面向连接的服务,适用于平衡数据链路(类似于LAPB),每个LLC站都有责任组织它的数据流,都有责任对它发起的传输进行链路差错恢复。
(2)网络层/LLC子层间接口服务
一个层(或子层)的服务,是指(N-1)层(或子层)向N层(或子层)提供的一组能力。抽象的服务是利用服务原语以及表征每个服务的参数来描述的。802标准规定了如图8.5.4所示的三种服务原语,其功用如下:
图8.5.4 服务原语
①请求原语——从N层传向(N-1)层,请求起始一个服务;
②指示原语 ——从(N-1)层传向N层,表明内部(N-1)层出现一个对N层是有意义的事件。这事件可能是一个逻辑上有关的远端服务请求,也可能是内部(N-1)层产生的事件;
③证实原语 ——从(N-1)层传向N层,通知有关上述服务请求原语的执行结果。
网络层/LLC子层间接口服务有两类,分别对应于两种操作类型。(www.xing528.com)
图8.5.5 CSMA/CD的MAC帧的结构
3、媒质访问控制子层(MAC)
MAC子层支持CSMA/CD及许可证这两种媒质访问控制方法。
(1)MAC帧的结构
CSMA/CD方法的MAC帧的结构如图8.5.5所示。帧结构中各字段作用如下:
①前导码(PA)——在定界符开始之前发送,其作用是使物理信号电路达到稳定状态,模式为持续7个字节的10101010比特模式;
②帧定界符开始(SFD)——紧跟在PA之后,表示一个有效帧的开始,码的模式是10101011,仅为一个字节;
③地址——包括终点DTE地址(DA)与源点DTE地址(SA)。前者为主叫地址,后者为被叫地址。两个地址长度必须相同,既可以选择16b,也可以选择48b.DA可以是单个地址或多站地址,但SA只能是单个地址。如果地址长度为48b,可由特征比特指示,作为局部管理地址或全局管理地址;
④信息字段长度(L)——包含2个字节,表示LLC子层协定数据单元PDU的长度;
⑤填充(PAD)——为了满足最小的帧的长度的要求而必须填充的若干字节;
⑥帧校验序列(FCS)——采用CRC循环码校验,长度为32b,规定的生成多项式与以太网所采用的相同;
⑦数据单元(Data)——以LLC子层所传送的协定数据单元PDU,作为NAC帧的数据单元。
令牌总线式访问方法的MAC帧的结构如图8.5.6所示。它的结构和名字段意义与CSMA/CD的MAC帧的结构基本相同,不同点如下:
图8.5.6 令牌总线式访问的MAC帧的结构
①帧控制(FC)字段——用来确定正在发送的帧的类型。它们有MAC帧、LLC数据帧、站管理数据帧及专用帧。由于CSMA/CD只有LLC数据帧,所以没有FC字段;
②定界符结束(ED)字段——用于帧的结束及确定帧校验序列FCS的位置。CSMA/CD帧利用填充字段来保证帧的一定长度,故不需加ED字段;
③数据单元可以是PDU,也可以是MAC控制站或管理数据帧。
(2)LLC/MAC子层间接口服务
MAC子层为LLC子层提供下列服务原语:
①请求MAC传送数据;
②MAC传送数据指示;
③MAC传送数据证实。
4、物理层
物理层涉及从一个系统向另一个系统传送比特的细节,包括信号电平、调制技术、测试电路和控制协议等。有些内容与实际传输媒质无关,但许多其它细节内容与媒质类型、传输技术密切相关。传输系统与媒质访问方法要相适配,才能满足网络总体要求。
物理层主要功能包括编码、译码、提取时钟、发送、接收、载波检测以及有关的可选功能。另外,物理层还要向链路层提供服务。
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