《LAN協(xié)議體系結構》PPT課件.ppt

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1,第一章第6講LAN協(xié)議體系結構,LAN協(xié)議參考模型LLC子層MAC子層PHY物理層,2,LAN協(xié)議參考模型,即IEEE802參考模型制定參考模型的機構：IEEE802委員會模型的主要內容IEEE802.1（適用于所有的LAN）LAN的綜述、尋址，管理與控制IEEE802.2（適用于所有的LAN）邏輯鏈路控制IEEE802.3、IEEE802.4、IEEE802.5、（不同的LAN）介質規(guī)范、物理接口、訪問方法,3,IEEE802模型與OSI模型的比較,,,IEEE802標準的范圍,,LSAP,,IEEE802參考模型,高層（3層及以上層）獨立于網(wǎng)絡的物理結構,4,LAN中數(shù)據(jù)鏈路層分層的原因,邏輯上要求的對共享介質的訪問控制并沒有在OSI模型中的數(shù)據(jù)鏈路層實現(xiàn)。LAN通信已經(jīng)很復雜，必須分解為更小的模塊不可能用單一技術來滿足所有需求，應是多種媒體多種拓撲結構不同訪問方式,5,LAN協(xié)議體系,LLC：LogicalLinkControl邏輯鏈路控制MAC：MediaAccessControl媒體訪問控制,所有的LAN都具有相同的LLC子層（與媒體無關）和不同的MAC子層和物理層（與媒體相關）不同的MAC和物理層構成了不同的LAN,6,LAN協(xié)議信息與數(shù)據(jù)封裝,DATA,LLC頭,DATA,MAC尾,MAC頭,,LLCPDU,,MAC幀,7,頭部信息,LLC頭部LLC協(xié)議信息含源、目LLC地址（SAP）及其它控制信息MAC頭部MAC協(xié)議信息含源、目MAC地址及其它控制信息MAC尾部MAC幀的校驗字段用于對MAC幀檢錯,頭部在分層協(xié)議中必不可少源、目地址指明誰與誰通信其他控制信息指明如何實現(xiàn)通信,8,LAN協(xié)議體系實際應用模式,IEEE802標準模式,采用完整的LAN層次和LLCPDU,向上層多種協(xié)議（IP、IPX、X.25）提供服務訪問點,可向上層提供CO和CL兩種服務,,Internet模式,無LLC子層（或為空層）,直接利用MAC幀封裝上層數(shù)據(jù),只考慮向上層提供無連接的服務,上層利用LLC封裝數(shù)據(jù),9,LAN協(xié)議體系實際應用模式,Ethernet一般采用MAC幀直接封裝IP,10,LLC子層,LAN的LLC子層具有OSI數(shù)據(jù)鏈路層的功能LLC子層協(xié)議的作用范圍：兩個站點間鏈路級PDU的傳輸由于LAN結構的特點，LLC子層具有如下特殊性：其PDU的傳輸是端到端的支持鏈路的多路訪問、介質共享支持組播和廣播（同時向多個或全部站點發(fā)送信息）,11,LLC子層的功能,屏蔽各種LANMAC子層的差異，向用戶提供統(tǒng)一的訪問LAN的接口（提供多個LSAP，支持多種上層協(xié)議）向LAN的上層提供端到端的服務（站點——站點）向上層提供連接的服務（CO）和無連接的服務（CL）差錯控制、流量控制、鏈路管理,LSAP,12,LLC子層提供的服務,三種服務方式無確認無連接的服務連接式服務有確認無連接的服務,13,連接式服務,通信必須經(jīng)歷三個過程：建立連接（2個LSAP間的邏輯鏈路連接）傳輸數(shù)據(jù)拆除連接向上層提供一種可靠的服務確認機制，流量控制，差錯控制，從而傳送有序，向上遞交正確的數(shù)據(jù)只能支持單播，不支持組播、廣播可靠但效率低，不適應頻繁更換通信對象適合站點之間大流量的可靠的數(shù)據(jù)傳輸,14,無確認無連接的服務,有數(shù)據(jù)就發(fā)，通信前后無需建鏈和拆鏈向上層提供一種不可靠的服務無確認，無流量及差錯控制，因此可能會亂序，可能向上遞交錯誤數(shù)據(jù)支持單播、組播和廣播適應快速更換通信對象在信道誤碼率低的環(huán)境下通信效率高,15,有確認無連接的服務,有數(shù)據(jù)就發(fā)，通信前后無需建鏈和拆鏈，但需要對每個PDU進行確認向上層提供一種可靠的服務有確認及差錯控制，因而不會亂序，保證向上遞交正確的數(shù)據(jù)支持單播、組播和廣播能快速更換通信對象適合于頻繁更換通信對象、可靠的數(shù)據(jù)傳輸,16,LLC協(xié)議,標準中定義了三種協(xié)議類型（操作類型）類型1，支持無確認無連接的服務類型2，支持連接的服務類型3，支持有確認無連接的服務,17,LLC協(xié)議數(shù)據(jù)單元——LLCPDU,類似于HDLC（HighLevelDataLinkControl）PDU格式,127個組DSAP127個單DSAP,,單播/組播標識位0：單DSAP1：組DSAP,指示/響應標識位0：指示1：響應,,,,,,I幀,S幀,U幀,18,LLC的地址——LSAP,LSAP就是LLC地址（邏輯地址，與上層之間的接口）每個SAP標識一個服務用戶（最多提供254個SAP）每個上層實體通過SAP請求LLC實體為其提供服務LSAP為0，表示LLC為空層，上層直接訪問MAC,LSAP,19,LLCPDU類型,LLCPDU的控制字段將PDU分為三種類型信息幀(I，Information)用于傳送上層數(shù)據(jù)監(jiān)控幀(S，Supervisory)用于差錯控制和流量控制無編號幀(U，Unnumbered)用于交換控制信息或無連接服務時傳送上層數(shù)據(jù),20,服務類型與PDU類型的關系,無確認無連接服務：只使用U幀傳送上層數(shù)據(jù),連接的服務：使用I、S、U三種PDU,有確認無連接的服務：只使用U（PDU），但需要對每個PDU確認,U（PDU）：建鏈、拆鏈，信息報告等,I（PDU）：傳送上層數(shù)據(jù),S（PDU）：傳送確認信息及流控信息,21,LLC小結,LLC主要是向上層提供統(tǒng)一的LAN的接口，不同的LAN具有相同的LLC子層LLC向上層提供多個服務訪問點SAP（最多254個）LLC—SAP即LLC地址，每個SAP標識一個上層進程LLC提供三種服務方式，每種方式對應一種操作模式LLCPDU有三種類型：I、S、U；不同的服務方式使用的PDU類型不同,22,MAC子層,MAC子層討論的問題,有哪些主要功能？,如何完成功能（由誰？怎樣？）,地址與尋址方式如何？,如何發(fā)送、接收數(shù)據(jù)？,提供何種服務？服務質量如何？,23,MAC子層的功能,MAC子層的主要功能編址、成幀、幀的傳輸介質訪問控制向上層提供無連接的服務MAC子層的功能基本上由網(wǎng)卡（NIC）完成網(wǎng)卡硬件與主機獨立獨立對MAC幀進行處理，不占主機的時間和空間介質訪問管理完成物理層的功能：編/解碼，同步等,24,MAC地址,MAC地址是LAN站點的物理地址（硬件地址、網(wǎng)卡地址）標識一個站點到LAN的物理接口，唯一識別LAN中的站點在一個LAN中MAC地址唯一，只在一個物理網(wǎng)中有效地址分類：全局地址和局部地址；廣播、組播和單播地址地址長度：16位、48位兩種（通常采用48位）地址表示方法（以48位為例）：十六進制分隔法即6對十六進制數(shù)，中間用短線隔開。例：00-60-08-BD-7C-1E,25,全局MAC地址（固定地址）,全局MAC地址固化在網(wǎng)卡硬件上全局MAC地址全世界唯一更換網(wǎng)卡，計算機的硬件地址隨之改變好處：網(wǎng)上的新老設備不會發(fā)生地址沖突壞處：地址不連續(xù)，管理不便,IEEE向全世界網(wǎng)卡生產(chǎn)廠分配廠商代號（OUI——origanizationallyuniqueidentifiler),占前3字節(jié),保證網(wǎng)卡地址全球唯一例：3Com公司OUI：00-60-80Intel公司OUI：00-90-27,26,本地MAC地址（手工地址）,本地MAC地址由人工配置，可根據(jù)需要更改一般只在本地網(wǎng)絡中使用在本地網(wǎng)中唯一可按一定規(guī)律配置如：樓號—樓層號—辦公室—……等編址好處便于管理和維護主機更換網(wǎng)卡可不改變硬件地址（設置）壞處加重管理員的負擔，必須人工配置網(wǎng)卡壞了，換新卡時必須重新配置,27,單播、組播和廣播地址,單播地址（Uncast)表示一個站的唯一地址組播地址（mulitcast)表示一組站的地址廣播地址(boardcast)LAN所有站的地址(48位全1）FF-FF-FF-FF-FF-FF,28,地址類別標識位,IEEE802.5(TokinRing)MAC地址的第1字節(jié),地址的發(fā)送順序：,先高字節(jié)，后低字節(jié)字節(jié)中，先低位后高位,先高字節(jié)，后低字節(jié)字節(jié)中，先高位后低位,IEEE802.3和EthernetMAC地址的第1字節(jié),地址的發(fā)送順序：,29,網(wǎng)卡能識別的地址,網(wǎng)卡能接收何種幀取決于它能識別何種地址一般能識別單播地址和廣播地址如果要能接收組播幀，必須對網(wǎng)卡進行配置,組地址可加可刪,工作地址,30,MAC幀的通用格式,幀同步幀定位硬件完成,源、目地址其他控制信息,上層數(shù)據(jù),校驗字段,不同的LAN，幀格式相似，具體的控制信息有差異如：以太幀和802.3幀有長度控制，802.5幀有優(yōu)先級等目的地址一般放在幀頭的前部，便于接收方快速識別,31,MAC幀的傳輸——發(fā)送與接收,MAC幀的發(fā)送,,,位流通過介質發(fā)送,MAC幀頭中含源、目MAC地址,目的MAC地址由上層提供,目的MAC地址可為單播、組播或廣播,幀的發(fā)送遵照具體LAN的發(fā)送規(guī)則,32,MAC幀的傳輸——發(fā)送與接收,MAC幀的接收,什么是無效幀,收到幀,,,No,,Yes,,No,,Yes,剝去幀頭幀尾數(shù)據(jù)交上層,,丟棄,長度不是整數(shù)字節(jié)數(shù),長度不在規(guī)定范圍之內,校驗出錯,33,MAC子層提供的服務,只提供無連接服務只負責將MAC幀盡可能快的傳到信道只簡單的丟棄無效幀，無差錯恢復功能幀格式中不含序號，丟失幀MAC子層不知道(丟幀原因：信道碰撞未檢測到，信道不好)不保證可靠的服務，可靠性由上層保證,34,思考題,1、LLC子層的地址是什么？有何含義？2、如何理解MAC地址？3、如果直接由MAC向高層提供服務（LLC為空層），理論上可向多少個上層用戶提供服務？（這里假設采用全局MAC地址）,