计算机网络 局域网参考模型

计算机网络局域网参考模型

20世纪80年代初期，美国电气和电子工程师协会（Institute of Electrical and Electronics Engineers）成立了IEEE 802委员会，他根据局域网自身的特征，并在参考开放式系统互联参考模型（OSI/RM）后，提出了局域网的参考模型（LAN/RM），从而制定出局域网的体系结构。

按照IEEE 802标准，局域网的体系结构由物理层（Physical layer）、介质访问控制子层（Medium Access Control Sublayer，MAC）和逻辑链路控制子层（Logical Link Control Sublayer，LLC）三个层次构成。在这三个层次中，其物理层（Physical layer）对应OSI/RM参考模型中的物理层，介质访问控制子层（MAC）与逻辑链路控制子层（LLC）共同对应OSI/RM参考模型中的数据链路层，其对应关系如图7-1所示。

OSI参考模型

局域网参考模型

图7-1 局域网参考模型与OSI/RM间的关系

在OSI参考模型中，物理层的作用是处理机械、电气、功能和规程等方面的特性，确保在通信信道上二进制位信号的正确传输。其主要功能包括信号的编码与解码，同步前导码的生成与去除，二进制位信号的发送与接收，错误校验（CRC校验），提供建立、维护和断开物理连接的物理设施等功能。局域网参考模型的物理层与OSI参考模型中的物理层相对应，它包括以下功能：

●信号的编码与解码。

●前导码的生成与去除（前导码只用于接收同步数据）。

●比特的发送与接收。

在OSI/RM参考模型中，数据链路层的功能较简单，它负责把数据从一个节点可靠地传送到相邻的节点。在局域网中，由于多个站点共享传输介质，因此在节点之间传输数据之前要处理好由哪个设备使用传输介质的问题，所以数据链路层要有介质访问控制功能。又因为存在介质的多样性，所以必须提供多种介质访问控制方法。为此在局域网模型中，IEEE 802标准将数据链路层划分成为两个子层，即介质访问控制子层（MAC）和逻辑链路控制子层（LLC）。下面分别对让门进行介绍。

1．介质访问控制子层（MAC）

介质访问控制子层是构成数据链路层的下半部分，直接与物理层相邻。它为不同的物理介质定义了介质访问控制标准。其具有以下几方面的功能：

●在发送端，将数据封装成帧，其中包含有地址和差错检测等字段。

●在接收端，对数据帧进行解封装，执行地址识别和差错检测。

●管理和控制对于局域网传输介质的访问。

●支持LLC子层完成介质访问控制

2．逻辑链路控制子层（LLC）

逻辑链路控制子层（LLC）是构成数据链路层的上半部，与网络层和MAC子层相邻。它在MAC子层的支持下向网络层或更高层提供服务，与传输介质无关，隐藏了各种局域网技术之间的差别。其主要作用是在MAC子层提供的介质访问控制和物理层提供的比特服务的基础上，将不可靠的信道传输变为可靠的信道传输，确保数据帧的正确传输。另外，它还具有以下几个方面的功能：

●为高层协议提供相应的接口，即一个或多个服务访问点（Service Access Point，SAP），

通过SAP支持面向连接的服务和复用能力。

●端到端的差错控制和确认，确保无差错传输。

●端到端的流量控制。

●为网络层提供面向连接或无连接的服务。

介质访问控制子层（MAC）和逻辑链路控制子层（LLC）不是独立工作的，而是相互联系和协作的。它们都要参与数据的封装与解封装过程。并不是只有其中的一个来完成数据链路层中数据的封装和数据帧解封装。

在局域网中采用了两级寻址，即MAC地址标示局域网中的一个站点，LLC提供了服务访问点（SAP）地址，SAP指定了运行于一台计算机或网络设备上的一个或多个应用进程地址。即在发送方，网络层传送来的数据分组首先要加上DSAP（Destination Service Access Point）和SSAP（Source Service Access Point）等控制信息，在LLC子层被封装成LLC帧，然后由LLC 子层将其交给MAC子层，在加上MAC子层相关的控制信息后又被封装成MAC帧，最后将其传送给局域网的物理层，并实现传输；在接收方，则是首先将物理的原始比特信息还原成MAC帧，在MAC子层对数据帧完成检测和解封装后转换成LLC帧并交给LLC子层，LLC子层完成相应的帧检验和解封装工作后，将其还原成网络层的分组并上交给网络层。它们之间的关系如图7-2所示。

LLC帧

MAC帧

图7-2 LLC帧和MAC帧的关系