第4章 局域网
4.2 局域网的参考模型与协议标准
局域网的标准化工作，能使不同生产厂家的局域网产品之间有更好的兼容性，以适应各种不同型号计算机的组网需求，并有利于产品成本的降低。国际上从事局域网标准化工作的机构主要有国际标准化组织ISO、美国电气与电子工程师学会IEEE的802委员会、欧洲计算机制造商协会ECMA、美国国家标准局NBS、美国电子工业协会EIA、美国国家标准化协会ANSI等。
4.2.1 局域网的参考模型
局域网是一个通信网，只涉及到相当于OSI/RM通信子网的功能。由于内部大多采用共享信道的技术，所以局域网通常不单独设立网络层。局域网的高层功能由具体的局域网操作系统来实现。
IEEE 802标准的局域网参考模型与OSI/RM的对应关系如图4.6所示，该模型包括了OSI/RM最低两层（物理层和链路层）的功能，也包括网间互连的高层功能和管理功能。从图中可见，OSI/RM的数据链路层功能，在局域网参考模型中被分成媒体访问控制MAC（Medium Access Control)和逻辑链路控制LLC（Logical Link Control)两个子层。
在OSI/RM中，物理层、数据链路层和网络层使计算机网络具有报文分组转接的功能。对于局域网来说，物理层是必需的，它负责体现机械、电气和过程方面的特性，以建立、维持和拆除物理链路；数据链路层也是必需的，它负责把不可靠的传输信道转换成可靠的传输信道，传送带有校验的数据帧，采用差错控制和帧确认技术。
但是，局域网中的多个设备一般共享公共传输媒体，在设备之间传输数据时，首先要解决由哪些设备占有媒体的问题。所以局域网的数据链路层必须设置媒体访问控制功能。由于局域网采用的媒体有多种，对应的媒体访问控制方法也有多种，为了使数据帧的传送独立于所采用的物理媒体和媒体访问控制方法，IEEE 802 标准特意把 LLC 独立出来形成一具单独子层，使用权LLC子层与媒体无关，仅让MAC子层依赖于物理媒体和媒体访问控制方法。
由于穿越局域网的链路只有一条，不需要设立路由器选择和流量控制功能，如网络层中的分级寻址、排序、流量控制、差错控制功能都可以放在数据链路层中实现。因此，局域网中可以不单独设置网络层。当局限于一个局域网时，物理层和链路层就能完成报文分组转接的功能。但当涉及网络互连时，报文分组就必须经过多条链路才能到达目的地，此时就必须专门设置一个层次来完成网络层的功能，在职IEEE 802 标准中灾一层被称为网际层。
在参考模型中，每个实体和另一个系统和同等实体按协议进行通信；而一个系统中上下层之间的通信，则通过接口进行，并用服务访问点SAP（Server Access Point) 来定义接口。为了对多个高层实体提供支持，在LLC层的顶部有多个LLC服务访问点（LSAP），为图中的实体A和B提供接口端；在网际层的顶部有多个网间服务访问点（NSAP），为实体C、D和E提供接口端；媒体访问控制服务访问点（MSAP）向LLC实体提供单个接口端。
LLC子层中规定了无确认无连接、有确认无连接和面向连接三种类型的链路服务。无确认城无连接服务是一促数据报服务，信息帧在LLC实体间交换时，无需在同等层实体间事先建立逻辑链路，对这种LLC帧进行确认外，其它类似于无确认无连接服务；面向连接服务提供访问点之间的虚电路服务，在任何住处帧交换前，一对LLC实体之间必须建立逻辑路，在数据传送过程中，信息帧依次发送，并提供差错恢复和流量控制功能。
MAC子层在支持LLC层完成毁灭体访问控制功能时，可以提供多个可供选择的毁灭体访问控制方式。使用MSAP支持LLC子层悍，MAC子层实现帧的寻址和识别。MAC到MAC的操作通过同等层协议来进行MAC还产生帧检验序列和完成帧检验等功能。
4.2.2 IEEE 802标准
IEEE在1980年2月成立了局域网标准化委员会（简称IEEE 802
委员会），专门从事局域网的协议制订，形成了一毓的标准，称为IEEE 802标准。亥标准已被国际标准化组织ISO采纳，作为局域网的国际标准系列，称为ISO 8802标准。要这些标准中，根据局域网的多种类型，规定了各自的拓朴结构、媒体访问控制方法、帧和格式和听任等内容。IEEE 802标准系列中各个子标准之间的关系如图4.7所示。
IEEE 802.1是局域网的体系结构、网络管理和网际互连协议。IEEE 802.2集中了数据链路层中与媒体无亲的LLC协议。涉及与媒体访问有关的协议，则根据具体网络的媒体访问控制访问分别处理，其中主要的MAC协议有：IEEE 802.3载波监听多路访问/冲突检测CSMA/CD访问方法和物理层协议、IEEE 802.4令牌总线（Token Bus)访问方法和物理层的协议、IEEE 802.5令牌环（Token Ring)访问方法和物理层协议，IEEE 802.6关于城域网的分布式他列总线DQDB（Distributed Queue Dual Bus)的标准等。
IEEE 802标准定义了LLC子层和MAC子层的帧格式。数据传输过程中，LLC子层将高层递交的报文分组作为LLC的信息字段，再加上LLC子层目的服务访问点（DSAP）、源服务访问点（SSAP）及相应的控制信息以构成LLC帧。LLC帧格式及其控制字段定义见图4.8。
LLC的链路只有异步平衡方式（ABM），而不用政党响应方式（NRM）和异步响应（ARM）。也即节点均为组合站，它们既可作为主站发送命令，也可作为从站响应命令。IEEE
802.2标准定义的LLC帧格式与HDLC的帧格式有点类似，其控制字段的格式和功能完全效仿HDLC的平衡方式制定。LLC帧也分为信息帧、监控帧和无编号帧三类。信息帧主要用于信息数据传输，监控帧主要用于流量控制，无编号帧用于LLC子层传输控制信号以对逻辑链路进行建立与释放。LLC帧的类型取决于控制字段的第１、２位，信息帧和监控帧的控制字段均为２字长，无编号帧的控制字段为１字节。监控帧控制字段中的第５～８位为保留位，一般设置为０。控制字段中的其它位含义与HDLC控制字段中的含义相同。