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局域网的体系结构

浏览:5372  来源:通信人在线  日期:2010-04-18

 

局域网(LANLocal Area Network)出现初期,通常仅需在小范围内连接十几台到几十台计算机,计算机间以传输文本数据为主。为了节约通信介质和提供广播通信能力,早期的局域网无论采用哪种拓扑结构,几乎都毫无例外地采用共享通信介质的方式。因此,局域网的数据链路层除必须具备广域网数据链路层通常需要的功能外,还需要解决在任一时刻允许网上的哪台工作站使用(在网上发送数据)共享通信介质的问题,这就是为什么局域网的数据链路层要增加一个介质访问子层MAC,也是局域网数据链路层功能与广域网的数据链路层功能的区别之所在。

国际电子电气工程师协会(IEEE)的802工作组是专门研究局域网相关技术的工作组。该工作组制订的局域网协议文本大都被国际标准化组织(ISO)接收为国际标准。其实对局域网的体系结构,IEEE802工作组只是在OSI/RM的最底两层做了大量的规范,即数据链路层(DLL)和物理层(PHY)。

1LAN的数据链路层

IEEE 802.1A文本--“概貌与体系结构”(Overview and Architecture)将局域网的数据链路层分为介质访问子层(MACMedium Access Control Sub-layer)和逻辑控制子层(LLCLogical Link Control Sub-layer)。MAC子层用于处理共享通信介质使用权限控制,而LLC子层解决常规数据链路层的问题,对网络层提供统一的两类数据链路层服务(无连接与有连接服务),从而屏蔽了不同MAC子层间的差异。现有的局域网数据链路层的MAC子层大都采用“竞争”或轮流使用“发送权标”(Token,也译作令牌)的方式来控制共享介质的使用权。应当指出,在许多应用中并未使用LLC子层,而是将网络层协议直接置于MAC子层之上。读者在了解实际应用时应特别注意。

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2LAN的物理层

为了适应使用多种通信介质和不同的拓扑结构的需要,IEEE 802工作组又将物理层进一步划分为两个子层:物理信令子层(PLS Physical Layer Signaling)和介质接入子层(MAUMedium Attachment Unit)。两子层间的接口称为接入单元接口(AUIAttachment Unit Interface),是与介质无关的接口;MAU子层与物理通信介质之间的接口则称为与介质有关接口(MDIMedium Dependent Interface),专门处理物理层与不同介质间的接口问题。MAU子层处理与介质有关的物理信号收发问题,以及处理对PLS子层屏蔽下层所使用的介质差异;而PLS则在MAU与数据链路层之间实现逻辑与功能上的藕合,向介质访问控制子层提供物理层位流传输服务。在实践中,计算机网卡可能通过AUIMDI接口接人以太网。以太网卡通过AUI接口接人以太网的实例是使用粗缆的场合,粗缆上的收发器与网卡之间通过AUI接口互联。在使用细缆或双纹线的场合,以太网卡通过MDI接口与介质相连。

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1IEEE 802工作组描述的局域网的体系结构与OSI/RM的对应关系。应当特别指出的是,图1仅是802.3文本针对十兆以太网的层次结构图。随着百/千兆以太网的出现,上述结构又有了新的变化。

1IEEE 802工作组细化的局域网协议层次结构与OSI/RM相对关系10兆网)

10G/1000/100/10BASE以太网的物理层的结构变化对比详见下图2和图3。由图2可以看出,从层次上看100BASE10BASE以太网相比变化较大,如由MIIMedium Independent Interface)取代了AUI1000BASE100BASE以太网的变化不是很大。由图3可以看出,到了10GE其物理层的层次变化非常之大,且较为复杂,分为上下两部分。表1给出了10G/1000/100/10BASE以太网的物理层的结构变化对比。

21000/100/10BASE物理层层次示意图

310GE物理层层次示意图

110G/1000/100/10BASE以太网的物理层的层次变化对比 

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