《LAN協(xié)議體系結(jié)構(gòu)》PPT課件.ppt

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1,第一章第6講LAN協(xié)議體系結(jié)構(gòu),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(jī)構(gòu)：IEEE802委員會(huì)模型的主要內(nèi)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(zhì)規(guī)范、物理接口、訪問(wèn)方法,3,IEEE802模型與OSI模型的比較,,,IEEE802標(biāo)準(zhǔn)的范圍,,LSAP,,IEEE802參考模型,高層（3層及以上層）獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)的物理結(jié)構(gòu),4,LAN中數(shù)據(jù)鏈路層分層的原因,邏輯上要求的對(duì)共享介質(zhì)的訪問(wèn)控制并沒(méi)有在OSI模型中的數(shù)據(jù)鏈路層實(shí)現(xiàn)。LAN通信已經(jīng)很復(fù)雜，必須分解為更小的模塊不可能用單一技術(shù)來(lái)滿足所有需求，應(yīng)是多種媒體多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不同訪問(wèn)方式,5,LAN協(xié)議體系,LLC：LogicalLinkControl邏輯鏈路控制MAC：MediaAccessControl媒體訪問(wèn)控制,所有的LAN都具有相同的LLC子層（與媒體無(wú)關(guān)）和不同的MAC子層和物理層（與媒體相關(guān)）不同的MAC和物理層構(gòu)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(yàn)字段用于對(duì)MAC幀檢錯(cuò),頭部在分層協(xié)議中必不可少源、目地址指明誰(shuí)與誰(shuí)通信其他控制信息指明如何實(shí)現(xiàn)通信,8,LAN協(xié)議體系實(shí)際應(yīng)用模式,IEEE802標(biāo)準(zhǔn)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(wù)訪問(wèn)點(diǎn),可向上層提供CO和CL兩種服務(wù),,Internet模式,無(wú)LLC子層（或?yàn)榭諏樱?直接利用MAC幀封裝上層數(shù)據(jù),只考慮向上層提供無(wú)連接的服務(wù),上層利用LLC封裝數(shù)據(jù),9,LAN協(xié)議體系實(shí)際應(yīng)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(gè)站點(diǎn)間鏈路級(jí)PDU的傳輸由于LAN結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，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(wèn)、介質(zhì)共享支持組播和廣播（同時(shí)向多個(gè)或全部站點(diǎn)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(wèn)LAN的接口（提供多個(gè)LSAP，支持多種上層協(xié)議）向LAN的上層提供端到端的服務(wù)（站點(diǎn)——站點(diǎn)）向上層提供連接的服務(wù)（CO）和無(wú)連接的服務(wù)（CL）差錯(cuò)控制、流量控制、鏈路管理,LSAP,12,LLC子層提供的服務(wù),三種服務(wù)方式無(wú)確認(rèn)無(wú)連接的服務(wù)連接式服務(wù)有確認(rèn)無(wú)連接的服務(wù),13,連接式服務(wù),通信必須經(jīng)歷三個(gè)過(guò)程：建立連接（2個(gè)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(wù)確認(rèn)機(jī)制，流量控制，差錯(cuò)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(yīng)頻繁更換通信對(duì)象適合站點(diǎn)之間大流量的可靠的數(shù)據(jù)傳輸,14,無(wú)確認(rèn)無(wú)連接的服務(wù),有數(shù)據(jù)就發(fā)，通信前后無(wú)需建鏈和拆鏈向上層提供一種不可靠的服務(wù)無(wú)確認(rèn)，無(wú)流量及差錯(cuò)控制，因此可能會(huì)亂序，可能向上遞交錯(cuò)誤數(shù)據(jù)支持單播、組播和廣播適應(yīng)快速更換通信對(duì)象在信道誤碼率低的環(huán)境下通信效率高,15,有確認(rèn)無(wú)連接的服務(wù),有數(shù)據(jù)就發(fā)，通信前后無(wú)需建鏈和拆鏈，但需要對(duì)每個(gè)PDU進(jìn)行確認(rèn)向上層提供一種可靠的服務(wù)有確認(rèn)及差錯(cuò)控制，因而不會(huì)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(duì)象適合于頻繁更換通信對(duì)象、可靠的數(shù)據(jù)傳輸,16,LLC協(xié)議,標(biāo)準(zhǔn)中定義了三種協(xié)議類型（操作類型）類型1，支持無(wú)確認(rèn)無(wú)連接的服務(wù)類型2，支持連接的服務(wù)類型3，支持有確認(rèn)無(wú)連接的服務(wù),17,LLC協(xié)議數(shù)據(jù)單元——LLCPDU,類似于HDLC（HighLevelDataLinkControl）PDU格式,127個(gè)組DSAP127個(gè)單DSAP,,單播/組播標(biāo)識(shí)位0：?jiǎn)蜠SAP1：組DSAP,指示/響應(yīng)標(biāo)識(shí)位0：指示1：響應(yīng),,,,,,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(gè)SAP標(biāo)識(shí)一個(gè)服務(wù)用戶（最多提供254個(gè)SAP）每個(gè)上層實(shí)體通過(guò)SAP請(qǐng)求LLC實(shí)體為其提供服務(wù)LSAP為0，表示LLC為空層，上層直接訪問(wèn)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(cuò)控制和流量控制無(wú)編號(hào)幀(U，Unnumbered)用于交換控制信息或無(wú)連接服務(wù)時(shí)傳送上層數(shù)據(jù),20,服務(wù)類型與PDU類型的關(guān)系,無(wú)確認(rèn)無(wú)連接服務(wù)：只使用U幀傳送上層數(shù)據(jù),連接的服務(wù)：使用I、S、U三種PDU,有確認(rèn)無(wú)連接的服務(wù)：只使用U（PDU），但需要對(duì)每個(gè)PDU確認(rèn),U（PDU）：建鏈、拆鏈，信息報(bào)告等,I（PDU）：傳送上層數(shù)據(jù),S（PDU）：傳送確認(rèn)信息及流控信息,21,LLC小結(jié),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(gè)服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)SAP（最多254個(gè)）LLC—SAP即LLC地址，每個(gè)SAP標(biāo)識(shí)一個(gè)上層進(jìn)程LLC提供三種服務(wù)方式，每種方式對(duì)應(yīng)一種操作模式LLCPDU有三種類型：I、S、U；不同的服務(wù)方式使用的PDU類型不同,22,MAC子層,MAC子層討論的問(wèn)題,有哪些主要功能？,如何完成功能（由誰(shuí)？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(wù)？服務(wù)質(zhì)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(zhì)訪問(wèn)控制向上層提供無(wú)連接的服務(wù)MAC子層的功能基本上由網(wǎng)卡（NIC）完成網(wǎng)卡硬件與主機(jī)獨(dú)立獨(dú)立對(duì)MAC幀進(jìn)行處理，不占主機(jī)的時(shí)間和空間介質(zhì)訪問(wèn)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(diǎn)的物理地址（硬件地址、網(wǎng)卡地址）標(biāo)識(shí)一個(gè)站點(diǎn)到LAN的物理接口，唯一識(shí)別LAN中的站點(diǎn)在一個(gè)LAN中MAC地址唯一，只在一個(gè)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(zhǎng)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(jìn)制分隔法即6對(duì)十六進(jìn)制數(shù)，中間用短線隔開(kāi)。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(jì)算機(jī)的硬件地址隨之改變好處：網(wǎng)上的新老設(shè)備不會(huì)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(hào)（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(luò)中使用在本地網(wǎng)中唯一可按一定規(guī)律配置如：樓號(hào)—樓層號(hào)—辦公室—……等編址好處便于管理和維護(hù)主機(jī)更換網(wǎng)卡可不改變硬件地址（設(shè)置）壞處加重管理員的負(fù)擔(dān)，必須人工配置網(wǎng)卡壞了，換新卡時(shí)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(gè)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(biāo)識(shí)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(shí)別的地址,網(wǎng)卡能接收何種幀取決于它能識(shí)別何種地址一般能識(shí)別單播地址和廣播地址如果要能接收組播幀，必須對(duì)網(wǎng)卡進(jìn)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(yàn)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(zhǎng)度控制，802.5幀有優(yōu)先級(jí)等目的地址一般放在幀頭的前部，便于接收方快速識(shí)別,31,MAC幀的傳輸——發(fā)送與接收,MAC幀的發(fā)送,,,位流通過(guò)介質(zhì)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(wú)效幀,收到幀,,,No,,Yes,,No,,Yes,剝?nèi)^幀尾數(shù)據(jù)交上層,,丟棄,長(zhǎng)度不是整數(shù)字節(jié)數(shù),長(zhǎng)度不在規(guī)定范圍之內(nèi),校驗(yàn)出錯(cuò),33,MAC子層提供的服務(wù),只提供無(wú)連接服務(wù)只負(fù)責(zé)將MAC幀盡可能快的傳到信道只簡(jiǎn)單的丟棄無(wú)效幀，無(wú)差錯(cuò)恢復(fù)功能幀格式中不含序號(hào)，丟失幀MAC子層不知道(丟幀原因：信道碰撞未檢測(cè)到，信道不好)不保證可靠的服務(wù)，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(wù)（LLC為空層），理論上可向多少個(gè)上層用戶提供服務(wù)？（這里假設(shè)采用全局MAC地址）,