01-第一章第6講+LAN協(xié)議體系結(jié)構(gòu)ppt課件

1、第一章第第一章第6講講 LAN協(xié)議體系結(jié)構(gòu)協(xié)議體系結(jié)構(gòu)nLAN協(xié)議參考模型協(xié)議參考模型nLLC子層子層nMAC子層子層nPHY物理層物理層LAN協(xié)議參考模型協(xié)議參考模型n即即IEEE802參考模型參考模型n制定參考模型的機(jī)構(gòu)：制定參考模型的機(jī)構(gòu)： IEEE802委員會委員會n模型的主要內(nèi)容模型的主要內(nèi)容nIEEE802.1適用于所有的適用于所有的LAN）nLAN的綜述、尋址，管理與控制的綜述、尋址，管理與控制nIEEE802.2適用于所有的適用于所有的LAN ）n邏輯鏈路控制邏輯鏈路控制nIEEE802.3、 IEEE802.4、 IEEE802.5、（不同的、（不同的LAN）n介質(zhì)規(guī)范、物理

2、接口、訪問方法介質(zhì)規(guī)范、物理接口、訪問方法IEEE802模型與模型與OSI模型的比較模型的比較LLC子層子層MAC子層子層物理層物理層介質(zhì)介質(zhì)高層高層IEEE802IEEE802標(biāo)準(zhǔn)的范圍標(biāo)準(zhǔn)的范圍LSAP應(yīng)用層應(yīng)用層表示層表示層會話層會話層傳輸層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈數(shù)據(jù)鏈路層路層物理層物理層 介質(zhì)介質(zhì)OSIOSI參考模型參考模型IEEE802IEEE802參考模型參考模型高層高層3 3層及以上層）層及以上層）獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)的物理結(jié)構(gòu)獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)的物理結(jié)構(gòu)LAN中數(shù)據(jù)鏈路層分層的原因中數(shù)據(jù)鏈路層分層的原因n邏輯上要求的對共享介質(zhì)的訪問控制并邏輯上要求的對共享介質(zhì)的訪問控制并沒有在沒有在OSI模型

3、中的數(shù)據(jù)鏈路層實(shí)現(xiàn)。模型中的數(shù)據(jù)鏈路層實(shí)現(xiàn)。nLAN通信已經(jīng)很復(fù)雜，必須分解為更小通信已經(jīng)很復(fù)雜，必須分解為更小的模塊的模塊n不可能用單一技術(shù)來滿足所有需求，應(yīng)不可能用單一技術(shù)來滿足所有需求，應(yīng)是是n多種媒體多種媒體n多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)n不同訪問方式不同訪問方式LAN協(xié)議體系協(xié)議體系lLLC：Logical Link Control 邏輯鏈路控制邏輯鏈路控制lMAC：Media Access Control 媒體訪問控制媒體訪問控制802.3802.4802.5802.2802.1物理層物理層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層PHYMACLLCOSI 層次層次LAN層次層次n 所有的所有的LAN都具有

4、相同的都具有相同的LLC子層與媒體無關(guān)子層與媒體無關(guān)和不同的和不同的MAC子層和物理層與媒體相關(guān)）子層和物理層與媒體相關(guān)）n 不同的不同的MAC和物理層構(gòu)成了不同的和物理層構(gòu)成了不同的LANLAN 協(xié)議信息與數(shù)據(jù)封裝協(xié)議信息與數(shù)據(jù)封裝LSAPXLLCMACPHYLLCLLCMACPHYLLCX站點(diǎn)站點(diǎn)A站點(diǎn)站點(diǎn)BDATADATA DATALLC頭頭 DATAMAC尾尾MAC頭頭LLC PDUMAC幀幀LLC頭頭 DATA頭部信息頭部信息nLLC頭部頭部nLLC協(xié)議信息協(xié)議信息n含源、目含源、目LLC地址地址SAP及其它控制信息及其它控制信息nMAC頭部頭部nMAC協(xié)議信息協(xié)議信息n含源、目含源

5、、目MAC地址及其它控制信息地址及其它控制信息nMAC尾部尾部nMAC幀的校驗(yàn)字段幀的校驗(yàn)字段n用于對用于對MAC幀檢錯(cuò)幀檢錯(cuò)u頭部在分層協(xié)議中必不可少頭部在分層協(xié)議中必不可少u源、目地址指明誰與誰通信源、目地址指明誰與誰通信u其他控制信息指明如何實(shí)現(xiàn)通信其他控制信息指明如何實(shí)現(xiàn)通信LAN 協(xié)議體系實(shí)際應(yīng)用模式協(xié)議體系實(shí)際應(yīng)用模式MACPHYLLCIEEE802IEEE802標(biāo)準(zhǔn)模式標(biāo)準(zhǔn)模式l 采用完整的采用完整的LANLAN層次和層次和LLC PDULLC PDUl 向上層多種協(xié)議向上層多種協(xié)議IPIP、IPXIPX、X.25X.25） 提供服務(wù)訪問點(diǎn)提供服務(wù)訪問點(diǎn)l 可向上層提供可向上層提

6、供COCO和和CLCL兩種服務(wù)兩種服務(wù)MACPHYInternet Internet 方式方式l 無無LLCLLC子層或?yàn)榭諏樱┳訉踊驗(yàn)榭諏樱﹍ 直接利用直接利用MACMAC幀封裝上層數(shù)據(jù)幀封裝上層數(shù)據(jù)l 只考慮向上層提供無連接的服務(wù)只考慮向上層提供無連接的服務(wù)l 上層利用上層利用LLCLLC封裝數(shù)據(jù)封裝數(shù)據(jù)LAN 協(xié)議體系實(shí)際應(yīng)用模式協(xié)議體系實(shí)際應(yīng)用模式MACPHYLLCIPIPXEthernet一般采用一般采用MAC幀直接封裝幀直接封裝IPLLC子層子層nLAN的的LLC子層具有子層具有OSI數(shù)據(jù)鏈路層的功能數(shù)據(jù)鏈路層的功能nLLC子層協(xié)議的作用范圍：子層協(xié)議的作用范圍：n兩個(gè)站點(diǎn)間鏈路級

7、兩個(gè)站點(diǎn)間鏈路級PDU的傳輸?shù)膫鬏攏由于由于LAN結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，LLC子層具有如下子層具有如下特殊性：特殊性：n其其PDU的傳輸是端到端的的傳輸是端到端的n支持鏈路的多路訪問、介質(zhì)共享支持鏈路的多路訪問、介質(zhì)共享n支持組播和廣播同時(shí)向多個(gè)或全部站點(diǎn)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）發(fā)送信息）LLC子層的功能子層的功能l 屏蔽各種屏蔽各種LAN MAC子層的差異，向用戶提供統(tǒng)一的訪子層的差異，向用戶提供統(tǒng)一的訪問問LAN的接口提供多個(gè)的接口提供多個(gè)LSAP，支持多種上層協(xié)議），支持多種上層協(xié)議）l 向向LAN的上層提供端到端的服務(wù)站點(diǎn)的上層提供端到端的服務(wù)站點(diǎn)站點(diǎn)）站點(diǎn)）l

8、向上層提供連接的服務(wù)向上層提供連接的服務(wù)CO和無連接的服務(wù)和無連接的服務(wù)CL）l 差錯(cuò)控制、流量控制、鏈路管理差錯(cuò)控制、流量控制、鏈路管理LLCMACPHYLLCMACPHYLANLLCLLCLSAPLLC子層提供的服務(wù)子層提供的服務(wù)n三種服務(wù)方式三種服務(wù)方式n無確認(rèn)無連接的服務(wù)無確認(rèn)無連接的服務(wù)n連接式服務(wù)連接式服務(wù)n有確認(rèn)無連接的服務(wù)有確認(rèn)無連接的服務(wù)連接式服務(wù)連接式服務(wù)n通信必須經(jīng)歷三個(gè)過程：通信必須經(jīng)歷三個(gè)過程：n建立連接建立連接2個(gè)個(gè)LSAP間的邏輯鏈路連接）間的邏輯鏈路連接）n傳輸數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)n拆除連接拆除連接n向上層提供一種可靠的服務(wù)向上層提供一種可靠的服務(wù)n確認(rèn)機(jī)制，流量控制，

9、差錯(cuò)控制，從而傳確認(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)送有序，向上遞交正確的數(shù)據(jù)n只能支持單播，不支持組播、廣播只能支持單播，不支持組播、廣播n可靠但效率低，不適應(yīng)頻繁更換通信對象可靠但效率低，不適應(yīng)頻繁更換通信對象n適合站點(diǎn)之間大流量的可靠的數(shù)據(jù)傳輸適合站點(diǎn)之間大流量的可靠的數(shù)據(jù)傳輸無確認(rèn)無連接的服務(wù)無確認(rèn)無連接的服務(wù)n有數(shù)據(jù)就發(fā)，通信前后無需建鏈和拆鏈有數(shù)據(jù)就發(fā)，通信前后無需建鏈和拆鏈n向上層提供一種不可靠的服務(wù)向上層提供一種不可靠的服務(wù)n無確認(rèn)，無流量及差錯(cuò)控制，因此可能無確認(rèn)，無流量及差錯(cuò)控制，因此可能會亂序，可能向上遞交錯(cuò)誤數(shù)據(jù)會亂序，可能向上遞交錯(cuò)誤數(shù)據(jù)n支

10、持單播、組播和廣播支持單播、組播和廣播n適應(yīng)快速更換通信對象適應(yīng)快速更換通信對象n在信道誤碼率低的環(huán)境下通信效率高在信道誤碼率低的環(huán)境下通信效率高有確認(rèn)無連接的服務(wù)有確認(rèn)無連接的服務(wù)n有數(shù)據(jù)就發(fā)，通信前后無需建鏈和拆鏈，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(gè)但需要對每個(gè)PDU進(jìn)行確認(rèn)進(jìn)行確認(rèn)n向上層提供一種可靠的服務(wù)向上層提供一種可靠的服務(wù)n有確認(rèn)及差錯(cuò)控制，因而不會亂序，保有確認(rèn)及差錯(cuò)控制，因而不會亂序，保證向上遞交正確的數(shù)據(jù)證向上遞交正確的數(shù)據(jù)n支持單播、組播和廣播支持單播、組播和廣播n能快速更換通信對象能快速更換通信對象n適合于頻繁更換通信對象、可靠的數(shù)據(jù)適合于頻繁更換通信對象

11、、可靠的數(shù)據(jù)傳輸傳輸LLC協(xié)議協(xié)議n標(biāo)準(zhǔn)中定義了三種協(xié)議類型操作類型）標(biāo)準(zhǔn)中定義了三種協(xié)議類型操作類型）n類型類型1，支持無確認(rèn)無連接的服務(wù)，支持無確認(rèn)無連接的服務(wù)n類型類型2，支持連接的服務(wù)，支持連接的服務(wù)n類型類型3，支持有確認(rèn)無連接的服務(wù)，支持有確認(rèn)無連接的服務(wù)LLC 協(xié)議數(shù)據(jù)單元協(xié)議數(shù)據(jù)單元LLC PDUn類似于類似于HDLCHigh Level Data Link Control）nPDU格式格式目的地址目的地址控制字段控制字段 上層數(shù)據(jù)上層數(shù)據(jù)DSAPSSAP源地址源地址8 bits8 bits8 or 16 bits可變長度可變長度127 個(gè)組個(gè)組DSAP 127個(gè)單個(gè)單DSAP

12、單播單播/組播標(biāo)識位組播標(biāo)識位0：單：單DSAP 1：組：組DSAP指示指示/響應(yīng)標(biāo)識位響應(yīng)標(biāo)識位 0：指示：指示1：呼應(yīng)：呼應(yīng)I/G DSAP 值C/R SSAP 值1bit1bit7bits7bitsI I幀幀S S幀幀U U幀幀LLC 的地址的地址LSAPl LSAP 就是就是LLC地址邏輯地址，與上層之間的接口）地址邏輯地址，與上層之間的接口）l 每個(gè)每個(gè)SAP 標(biāo)識一個(gè)服務(wù)用戶最多提供標(biāo)識一個(gè)服務(wù)用戶最多提供254個(gè)個(gè)SAP）l 每個(gè)上層實(shí)體通過每個(gè)上層實(shí)體通過SAP請求請求LLC實(shí)體為其提供服務(wù)實(shí)體為其提供服務(wù)l LSAP為為0，表示，表示LLC為空層，上層直接訪問為空層，上層直接

13、訪問MACLLCIPIPXLLC管理MACLSAPLLC PDU類型類型nLLC PDU的控制字段將的控制字段將PDU分為三種類型分為三種類型n信息幀信息幀( I，Information ) n用于傳送上層數(shù)據(jù)用于傳送上層數(shù)據(jù)n監(jiān)控幀監(jiān)控幀( S，Supervisory ) n用于差錯(cuò)控制和流量控制用于差錯(cuò)控制和流量控制n無編號幀無編號幀( U，Unnumbered ) n用于交換控制信息或無連接服務(wù)時(shí)傳送上用于交換控制信息或無連接服務(wù)時(shí)傳送上層數(shù)據(jù)層數(shù)據(jù)服務(wù)類型與服務(wù)類型與PDU類型的關(guān)系類型的關(guān)系l無確認(rèn)無連接服務(wù)：無確認(rèn)無連接服務(wù)： 只使用只使用U U幀傳送上層數(shù)據(jù)幀傳送上層數(shù)據(jù)l連接的

14、服務(wù)：使用連接的服務(wù)：使用I I、S S、U U三種三種PDUPDUl有確認(rèn)無連接的服務(wù)：只使用有確認(rèn)無連接的服務(wù)：只使用U UPDUPDU），但需要），但需要對每個(gè)對每個(gè)PDUPDU確認(rèn)確認(rèn) U UPDUPDU）：建鏈、拆鏈，信息報(bào)告等）：建鏈、拆鏈，信息報(bào)告等 I IPDUPDU）：傳送上層數(shù)據(jù)）：傳送上層數(shù)據(jù) S SPDUPDU）：傳送確認(rèn)信息及流控信息）：傳送確認(rèn)信息及流控信息LLC小結(jié)小結(jié)lLLC主要是向上層提供統(tǒng)一的主要是向上層提供統(tǒng)一的LAN的接的接口，不同的口，不同的LAN具有相同的具有相同的LLC子層子層lLLC向上層提供多個(gè)服務(wù)訪問點(diǎn)向上層提供多個(gè)服務(wù)訪問點(diǎn)SAP最多最多2

15、54個(gè)）個(gè)）lLLCSAP即即LLC地址，每個(gè)地址，每個(gè)SAP標(biāo)識標(biāo)識一個(gè)上層進(jìn)程一個(gè)上層進(jìn)程lLLC提供三種服務(wù)方式，每種方式對應(yīng)提供三種服務(wù)方式，每種方式對應(yīng)一種操作模式一種操作模式lLLC PDU有三種類型：有三種類型：I、S、U；不同；不同的服務(wù)方式使用的的服務(wù)方式使用的PDU類型不同類型不同MAC子層子層nMAC子層討論的問題子層討論的問題有哪些主要功能？有哪些主要功能？如何完成功能由誰？怎樣？）如何完成功能由誰？怎樣？）地址與尋址方式如何？地址與尋址方式如何？如何發(fā)送、接收數(shù)據(jù)？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？提供何種服務(wù)？服務(wù)質(zhì)量如何？MAC子層的功能子層的功能l

16、MAC子層的主要功能子層的主要功能l編址、成幀、幀的傳輸編址、成幀、幀的傳輸l介質(zhì)訪問控制介質(zhì)訪問控制l向上層提供無連接的服務(wù)向上層提供無連接的服務(wù)lMAC子層的功能基本上由網(wǎng)卡子層的功能基本上由網(wǎng)卡NIC完成完成l網(wǎng)卡硬件與主機(jī)獨(dú)立網(wǎng)卡硬件與主機(jī)獨(dú)立l獨(dú)立對獨(dú)立對MAC幀進(jìn)行處理，不占主機(jī)的時(shí)間和空幀進(jìn)行處理，不占主機(jī)的時(shí)間和空間間l介質(zhì)訪問管理介質(zhì)訪問管理l完成物理層的功能：編完成物理層的功能：編/解碼，同步等解碼，同步等MAC地址地址lMAC地址是地址是LAN站點(diǎn)的物理地址硬件地址、網(wǎng)站點(diǎn)的物理地址硬件地址、網(wǎng)卡地址）卡地址）l標(biāo)識一個(gè)站點(diǎn)到標(biāo)識一個(gè)站點(diǎn)到LAN的物理接口，唯一識別的物理

17、接口，唯一識別LAN中的站點(diǎn)中的站點(diǎn)l在一個(gè)在一個(gè)LAN中中MAC地址唯一，只在一個(gè)物理網(wǎng)中地址唯一，只在一個(gè)物理網(wǎng)中有效有效l地址分類：全局地址和局部地址；廣播、組播和地址分類：全局地址和局部地址；廣播、組播和單播地址單播地址l地址長度：地址長度：16位、位、48位兩種通常采用位兩種通常采用48位）位）l地址表示方法以地址表示方法以48位為例）：十六進(jìn)制分隔法位為例）：十六進(jìn)制分隔法l即即6對十六進(jìn)制數(shù)，中間用短線隔開。對十六進(jìn)制數(shù)，中間用短線隔開。l 例：例： 00-60-08-BD-7C-1E全局全局MAC地址固定地址）地址固定地址）l全局全局MAC地址固化在網(wǎng)卡硬件上地址固化在網(wǎng)卡硬件

18、上l全局全局MAC地址全世界唯一地址全世界唯一l更換網(wǎng)卡，計(jì)算機(jī)的硬件地址隨之改變更換網(wǎng)卡，計(jì)算機(jī)的硬件地址隨之改變l益處：網(wǎng)上的新老設(shè)備不會發(fā)生地址沖突益處：網(wǎng)上的新老設(shè)備不會發(fā)生地址沖突l害處：地址不連續(xù)，管理不便害處：地址不連續(xù)，管理不便IEEEIEEE向全世界網(wǎng)卡生產(chǎn)廠分配廠商代號向全世界網(wǎng)卡生產(chǎn)廠分配廠商代號OUI OUI origanizationally unique identifiler),origanizationally unique identifiler),占前占前3 3字節(jié)字節(jié), ,保證網(wǎng)卡地址全球唯一保證網(wǎng)卡地址全球唯一例：例：3Com3Com公司公司OUI OU

19、I ：00-60-8000-60-80 Intel Intel公司公司OUI OUI ： 00-90-27 00-90-27 本地本地MAC地址手工地址）地址手工地址）l本地本地MAC地址由人工配置，可根據(jù)需要更改地址由人工配置，可根據(jù)需要更改l一般只在本地網(wǎng)絡(luò)中使用一般只在本地網(wǎng)絡(luò)中使用l在本地網(wǎng)中唯一在本地網(wǎng)中唯一l可按一定規(guī)律配置可按一定規(guī)律配置l如：樓號如：樓號樓層號樓層號辦公室辦公室等編址等編址l益處益處l便于管理和維護(hù)便于管理和維護(hù)l主機(jī)更換網(wǎng)卡可不改變硬件地址設(shè)置）主機(jī)更換網(wǎng)卡可不改變硬件地址設(shè)置）l害處害處l加重管理員的負(fù)擔(dān)，必須人工配置加重管理員的負(fù)擔(dān)，必須人工配置l網(wǎng)卡壞了

20、，換新卡時(shí)必須重新配置網(wǎng)卡壞了，換新卡時(shí)必須重新配置單播、組播和廣播地址單播、組播和廣播地址n單播地址單播地址Uncast) n表示一個(gè)站的唯一地址表示一個(gè)站的唯一地址n組播地址組播地址mulitcast) n表示一組站的地址表示一組站的地址n廣播地址廣播地址 (boardcast) nLAN所有站的地址所有站的地址(48位全位全1）nFF-FF-FF-FF-FF-FF地址類別標(biāo)識位地址類別標(biāo)識位全球?yàn)槿驗(yàn)? 0本地為本地為1 1單播為單播為0 0組播為組播為1 1高高6 6位位7 70 01 1全球?yàn)槿驗(yàn)? 0本地為本地為1 1單播為單播為0 0組播為組播為1 1低低6 6位位7 76

21、60 0 IEEE802.5(Tokin Ring) MAC地址的第地址的第1字節(jié)字節(jié)地址的發(fā)送順序：地址的發(fā)送順序：先高字節(jié)，后低字節(jié)先高字節(jié)，后低字節(jié)字節(jié)中，先低位后高位字節(jié)中，先低位后高位先高字節(jié)，后低字節(jié)先高字節(jié)，后低字節(jié)字節(jié)中，先高位后低位字節(jié)中，先高位后低位IEEE802.3和和Ethernet MAC地址的第地址的第1字節(jié)字節(jié)地址的發(fā)送順序：地址的發(fā)送順序：網(wǎng)卡能識別的地址網(wǎng)卡能識別的地址l網(wǎng)卡能接收何種幀取決于它能識別何種地址網(wǎng)卡能接收何種幀取決于它能識別何種地址l一般能識別單播地址和廣播地址一般能識別單播地址和廣播地址l如果要能接收組播幀，必須對網(wǎng)卡進(jìn)行配置如果要能接收組播幀

22、，必須對網(wǎng)卡進(jìn)行配置應(yīng)用程序應(yīng)用程序請求添加組地址請求添加組地址2驅(qū)動(dòng)程序驅(qū)動(dòng)程序添加組地址添加組地址2 網(wǎng)卡 組地址2 單播地址、廣播地址，組地址1組地址可加可刪組地址可加可刪工作地址工作地址MAC幀的通用格式幀的通用格式同步位同步位DATA幀頭幀頭幀尾幀尾幀同步幀同步幀定位幀定位硬件完成硬件完成源、目地址源、目地址其他控制信息其他控制信息上層數(shù)據(jù)上層數(shù)據(jù)校驗(yàn)字段校驗(yàn)字段l不同的不同的LANLAN，幀格式相似，具體的控制信息有差異，幀格式相似，具體的控制信息有差異l如：以太幀和如：以太幀和802.3802.3幀有長度控制，幀有長度控制，802.5802.5幀有優(yōu)幀有優(yōu)先級等先級等l目的地址一般放在幀頭的前部，便于接收方快速目的地址一般放在幀頭的前部，便于接收方快速識別識別MAC幀的傳輸幀的傳輸發(fā)送與接收發(fā)送與接收 MAC幀的發(fā)送幀的