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区分LLC和MAC协议差异详解

作者:课课家教育     来源: http://www.kokojia.com点击数:2470发布时间: 2017-03-29 14:06:42

标签: 局域网与城域网网络工程师网络规划设计师

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     LLC 是一种 IEEE 802.2 LAN 协议,规定了数据链路层中 LLC 子层的实现。IEEE 802.2 LLC 应用于 IEEE 802.3 以太网 和 IEEE 802.5 令牌环 LANs。LLC是在高级数据链路控制(HDLC:High-LevelData-LinkControl)的基础上发展起来的,并使用了HDLC规范子集。LLC定义了三种数据通信操作类型:类型1:无连接。该方式对信息的发送通常无法保证接收。类型2:面向连接。该方式提供了四种服务:连接的建立、确认和承认响应、差错恢复(通过请求重发接收到的错误数据实现)以及滑动窗口(系数:128)。通过改变滑动窗口可以提高数据传输速率。类型3:无连接承认响应服务。

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  类型1的LLC无连接服务中规定了一种静态帧格式,并支持运行网络协议。有关传输层网络协议通常是使用服务类型1方式。类型2的LLC面向连接服务支持可靠数据传输,运用于不需要调用网络层和传输层协议的局域网环境。

     LLC帧格式中各个字段的含义如下:

  ①服务访问点(SAP)地址:SAP提供了多个高层协议进程共同使用一个LLC层实体进行通信的机制。在一个网络节点上,一个LLC层实体可能同时为多个高层协议提供服务。为此,LLC协议定义了一种逻辑地址SAP及其编码机制,允许多个高层协议进程使用不同的SAP地址来共享一个LLC层实体进行通信,而不会发生冲突。SAP机制还允许高层协议进程同时使用多个SAP进行通信,但在某一时刻一个SAP只能由一个高层协议进程使用,一次通信结束并释放了SAP后,才能被其它高层协议进程使用。

  SSAP和DSAP地址字段分别定义了源LLCSAP地址和目的LLCSAP地址,其中DSAP的最高位为地址类型标志(I/G)位,I/G=0表示DSAP地址是一个单地址,LLC帧由DSAP标识的惟一目的LLCSAP接收;I/G=1表示DSAP地址是一个组地址,LLC帧由DSAP标识的一组目的LLCSAP接收。SSAP的最高位为命令/响应标志(C/R)位,C/R=0表示LLC帧是命令帧;C/R=1表示LLC帧是响应帧。

  ②控制:用于定义LLC帧类型。LLC定义了三种帧:信息帧(I帧)、监控帧(S帧)和无编号帧(U帧),其含义与HDLC帧相同,但它根据局域网特点进行了调整和简化,参见表4.1。LLC帧中的控制字段可以扩展为两个字节,扩展后的控制字段主要增加了N(S)和N(R)的长度,即由原来的3位增加到7位,序号的模数由原来的8增加到12。

  表4.1LLC帧类型

  ③信息:用于传送用户数据。信息字段长度为8的整数(M倍,M上限取决于所采用的MAC协议。

  LLC协议与HDLC协议相比较,有以下的不同:在IEEE802局域网体系结构中,数据链路层功能由LLC和MAC两个子层实现,LLC帧必须封装在MAC帧中进行传输,而不能单独地通过物理层传输。因此,LLC帧中没有用于帧同步的标志字段以及用于验证帧正确性的帧校验字段;这些字段由MAC协议添加在MAC帧中,而LLC帧被封装在MAC帧的信息字段中。MAC协议则与局域网类型有关。

  LLC帧地址字段指示的是服务访问点地址,它是一种逻辑地址,而不是用于指示网络节点的物理地址的,节点的物理地址同样是由MAC帧指示的。

  由于IEEE802局域网采用平衡式链路结构,LLC协议只定义了一种数据传送操作方式:扩展的异步平衡方式(ABME)。因此,LLC协议简化了LLC帧的种类,LLC帧只有14种,而HDLC帧有24种。

  4.2.2.LLC服务

  在LLC协议中定义了两种服务方式:

  ●不确认无连接服务。它是在无连接的数据链路上提供数据传输服务的,因此不保证数据传输的正确性。数据传输模式可以是单播(点对点)方式、组播(点对多点)方式和广播(点对全体)方式。这是一种数据报服务。

  ●面向连接服务。它是在面向连接的数据链路上提供数据传输服务的,因此它必须提供建立、使用、终止以及复位数据链路层连接所需的操作手段,并且还要提供数据链路层的定序、流控和错误恢复等功能。这是一种虚电路服务。

  LLC协议通过不同的操作类型来标识这两种服务:

  ●类型Ⅰ操作:采用不确认无连接的服务方式,使用无编号的信息(UI)帧实现数据传输。与类型Ⅰ操作有关的LLC帧有UI、XID和TEST。

  ●类型Ⅱ操作:采用面向连接的服务方式,在建立连接时使用SABME帧;在数据传输时使用有编号的信息(I)帧;在断开连接时使用DISC帧;在数据传输过程中使用RR、RNR和REJ帧实施定序、流控和错误恢复等功能。除了UI、XID和TEST三种帧外,其余的LLC帧都是在类型Ⅱ操作中使用的。

  LLC协议的实现可采用两种方法:只支持类型Ⅰ操作的LLC和同时支持两种类型操作的LLC,具体取决于网络产品开发商。在一般网络系统中,LLC协议只支持类型Ⅰ操作。因为在网络体系结构中,面向连接的服务通常是由高层协议(如传输层协议)实现的。

类型Ⅱ操作:采用面向连接的服务方式,在建立连接时使用SABME帧;在数据传输时使用有编号的信息(I)帧;在断开连接时使用DISC帧;在数据传输过程中使用RR、RNR和REJ帧实施定序、流控和错误恢复等功能。除了UI、XID和TEST三种帧外,其余的LLC帧都是在类型Ⅱ操作中使用的。    LLC协议的实现可采用两种方法:只支持类型Ⅰ操作的LLC和同时支持两种类型操作的LLC,具体取决于网络产品开发商。在一般网络系统中,LLC协议只支持类型Ⅰ操作。因为在网络体系结构中,面向连接的服务通常是由高层协议(如传输层协议)实现的。

     MAC子层与LLC子层的不同之处:

  MAC(MediaAccessControl,媒体访问控制)子层定义了数据包怎样在介质上进行传输。在共享同一个带宽的链路中,对连接介质的访问是“先来先服务”的。物理寻址在此处被定义,逻辑拓扑(信号通过物理拓扑的路径)也在此处被定义。线路控制、出错通知(不纠正)、帧的传递顺序和可选择的流量控制也在这一子层实现。

  注解:该协议位于OSI七层协议中数据链路层,数据链路层分为上层LLC(逻辑链路控制),和下层的MAC(媒体访问控制),MAC主要负责控制与连接物理层的物理介质。在发送数据的时候,MAC协议可以事先判断是否可以发送数据,如果可以发送将给数据加上一些控制信息,最终将数据以及控制信息以规定的格式发送到物理层;在接收数据的时候,MAC协议首先判断输入的信息并是否发生传输错误,如果没有错误,则去掉控制信息发送至LLC(逻辑链路控制)层。

  应用:不管是在传统的有线局域网(LAN)中还是在目前流行的无线局域网(WLAN)中,MAC协议都被广泛地应用。在传统局域网中,各种传输介质(铜缆、光线等)的物理层对应到相应的MAC层,目前普遍使用的网络采用的是IEEE802.3的MAC层标准,采用CSMA/CD访问控制方式;而在无线局域网中,MAC所对应的标准为IEEE802.11,其工作方式采用DCF(分布控制)和PCF(中心控制)。

  逻辑链路(LogicalLinks)是实际电路或逻辑电路上交换通信信息的两个端系统之间的一种协议驱动通信会话。协议栈定义了两个系统在某种介质上的通信。在协议栈低层定义可用的多种不同类型的通信协议,如局域网络(LAN)、城域网(MAN)和象X.25或帧中继这样的分组交换网络。逻辑链路在物理链路(可以是铜线、光纤或其他介质)上的两个通信系统之间形成。根据OSI协议模型,这些逻辑链路只在物理层以上存在。你可以认为逻辑链路是存在于网络两个末断系统间的线路。

  管理数据链路通信

  链接寻址

  定义服务接入点ServiceAccessPoints(SAPS)

  排序

  LLC为上层提供了处理任何类型MAC的方法,例如,以太网IEEE802.3CSMA/CD或者令牌环IEEE802.5令牌传递(TokenPassing)方式。

  LLC子层负责向其上层提供服务;

  LLC子层的主要功能包括:

  *传输可靠性保障和控制;

  *数据包的分段与重组;

  *数据包的顺序传输。

  MAC:MultipleAccessControl多路访问控制

  亦或是MediumAccessControl介质访问控制

  MAC协议决定了节点什么时候允许发送分组,而且通常控制对物理层的所有访问。

  三大类:

  1.信道划分

  将信道划分为较小的“段”,一般有频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)

  为节点分配一部分专用

  2.随即访问

  不划分信道,允许碰撞发生并想办法从“碰撞”恢复。一般而言为竞争类的MAC协议,当然也有分配类和混合类的协议。对于WLAN,其中竞争类协议主要有CSMA,MACA,MACAW,FAMA,BTMA等。而非竞争类的协议主要有FPRP等协议。

  3.“轮流”

  节点轮流,但有更多信息要发送的能够轮流的较长时间[1]

  MAC子层的主要功能包括数据帧的封装/卸装,帧的寻址和识别,帧的接收与发送,链路的管理,帧的差错控制等。MAC子层的存在屏蔽了不同物理链路种类的差异性。

“轮流” 节点轮流,但有更多信息要发送的能够轮流的较长时间[1] MAC子层的主要功能包括数据帧的封装/卸装,帧的寻址和识别,帧的接收与发送,链路的管理,帧的差错控制等。MAC子层的存在屏蔽了不同物理链路种类的差异性。

  LLC是在高级数据链路控制(HDLC:High-LevelData-LinkControl)的基础上发展起来的,并使用了HDLC规范子集。LLC定义了三种数据通信操作类型:

  类型1:无连接。该方式对信息的发送通常无法保证接收。

  类型2:面向连接。该方式提供了四种服务:连接的建立、确认和承认响应、差错恢复(通过请求重发接收到的错误数据实现)以及滑动窗口(系数:128)。通过改变滑动窗口可以提高数据传输速率。

  类型3:无连接承认响应服务。

  类型1的LLC无连接服务中规定了一种静态帧格式,并支持运行网络协议。有关传输层网络协议通常是使用服务类型1方式。

  类型2的LLC面向连接服务支持可靠数据传输,运用于不需要调用网络层和传输层协议的局域网环境。

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