第06章局域网分解.doc

第06章 局域网 一 局域网概述 1 局域网的特点 局域网是广播式网络，所有的站点都连接到一个共享的传输介质上。所以共享信道的分配技术是局域网的核心技术 较高的总带宽、较低的时延、较低的误码率 有限的地理范围、有限的站点数 除能进行单播外，还能进行广播和组播 局域网的拓扑结构 二 局域网的参考模型 1 局域网的体系结构 作为通信子网，局域网应该有最低的3层。但由于局域网的拓扑结构十分简单，所有它并不需要路由选择功能，因此网络层对局域网而言是不必要的。所以局域网只有最低的两层，即物理层和数据链路层 由于局域网的种类繁多，它们使用的传输介质、媒体接入控制的方法各不相同。所以局域网的数据链路层比广域网复杂，为了分解复杂性，局域网的数据链路层被进一步地划分为逻辑链路控制子层（LLC）和介质访问控制子层（MAC） 2 逻辑链路子层LLC与介质访问子层MAC 数据链路层中与接入传输媒体无关的部分都放在LLC子层中。LLC子层的主要功能是： 建立、维持和释放数据链路层的逻辑连接 提供与网络层的接口（通过SAP为网络层实体提供服务） 差错控制 给帧加编号 数据链路层中与接入各种传输媒体有关的问题都放在MAC子层。MAC子层的主要功能是： 将上层交下来的数据封装成帧进行发送（接收时进行相反的过程，将帧拆封） 共享信道的分配 比特差错检测 寻址 从局域网的参考模型可以看出，局域网的数据链路层有两种不同的帧：LLC帧和MAC帧。它们之间的关系如下图所示 3 MAC地址和LLC地址 IEEE 802局域网的地址分两级，MAC地址和LLC地址 MAC地址 物理地址或者卡地址。用来标识局域网中的主机，由MAC帧负责传送 LLC 地址 就是LLC子层上面的服务访问点，由LLC帧负责传送；用来标识使用LLC服务的上层协议进程 5 IEEE 802标准 IEEE的802委员会负责制定局域网和城域网标准，有11个分委员会，他们的分工如下图 三 802.2标准 逻辑链路控制子层的规范包含在802.2标准中，该标准非常类似HDLC，但帧格式有些区别 1 LLC帧格式 2 LLC帧类型 帧 类 型 帧 名 描 述 I 帧 I 信息帧 承载用户数据 S 帧 RR 接收准备好 准备接受下一帧 确认序号为N（R-1）及其以前各帧 RNR 接收未准备好 暂停接收下一帧 确认序号为N（R-1）及其以前各帧 REJ 拒绝 从N（R）起所有的帧被否认 确认序号为N（R-1）及其以前各帧 U 帧 SABME置扩展的异步平衡模式 置数据传输方式为ABME DISC 断开 拆除逻辑连接 UA 无编号确认 对置方式的肯定应答 DM 断开方式 表示拒绝建立指定的数据传输方式 PRMR 帧拒绝 接收站用PRMR表示接收的帧中有非校验错 UI 无编号信息 用来支持无确认无连接的服务 XID 交换标识 用于站之间交换一些标识信息，如服务类型 TEST 测试 用于两个LLC实体间的通路测试 收到TEST命令帧后应立即回复TEST响应帧 AC0 无连接确认 用于有确认无连接的服务 AC1 无连接确认 2 静态分配信道 静态分配信道存在时延大、信道利用率低的问题。用排队论分析频分复用的性能，从中可以看出这一点 模型假设 信道容量 C比特 / 秒 信道数据到达平均速率（服从泊松分布） λ 帧 / 秒 帧的平均长度 1 / μ比特 / 帧 平均时延 T 传送一帧的时间（也叫一个帧时） 1 / μC秒 信道的通信量强度 λ / μC 生灭过程 Little定理 在稳定状态下，存储在网络中的平均报文数，等于报文的平均到达速率乘以这些报文在网络中经历的平均时间 即N =λT 则N = ρ / 1-ρ=（λ / μC）/（1-λ / μC）=λT 得T= 1 /（μC - λ） 在频分多路复用的情况下，每个信道的容量为C / N，每个信道的报文到达率为λ / N 所以TFDM = NT（时延为原来的N倍） 3 动态分配信道 1）纯ALOHA 原理简述 有帧就发，发后通过信号反馈检测信道，以确定有无冲突，有冲突则经随机时延后重发。设t f是发送一个帧所需的时间（t f 2τ），即一个帧时。如果在t 0+t f时刻产生一帧，则在 t 0~t 0+2t f时间内不能有新帧生成，否则会冲突，即冲突危险区为2t f。如下图所示 性能分析 吞吐量S 一个帧时内成功发送的平均帧数 网络负载G 一个帧时内总共发送的平均帧数，包括发送成功的帧和因冲突而重发的帧 在稳定状态下S和G有如下关系 S = G×成功发送一帧的概率 设帧到达服从泊松分布，则任何一个帧时内