2.2 局域网体系结构

1.IEEE 802标准

局域网只涉及相当于 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。

20世纪80年代初期，美国电气和电子工程师协会（IEEE）802委员会制订了局域网的体系结构，即著名的IEEE 802标准，许多IEEE 802标准已成为ISO国际标准。IEEE 802局域网标准与OSI/RM的对应关系如图2.3所示，该体系结构包括 OSI/RM 最低两层（物理层和数据链路层）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介访问控制（Medium Access Control，MAC）和逻辑链路控制（Logical Link Control，LLC）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介，在设备之间传输数据时，要先解决由哪些设备占有媒介的问题。所以局域网的数据链路层必须设置媒介访问控制功能。由于局域网采用的媒介有多种，对应的媒介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介和媒介访问控制方法，IEEE 802 标准特意把LLC独立出来形成单独子层，使LLC子层与媒介无关，仅让MAC子层依赖于物理媒介和媒介访问控制方法。

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，物理层和数据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IEEE 802 标准中，这一层被称为网际层。

各层的主要功能如下。

（1）物理层。

物理层的主要功能：信号的编码和译码；为进行同步用的前同步码的产生和去除；比特的传输和接收等。

（2）MAC子层。

局域网中与接入各种传输媒介有关的问题都放在MAC子层，MAC子层还负责在物理层的基础上实现无差错的通信。MAC 子层的主要功能是：MAC 帧的封装与拆卸；实现和维护各种MAC协议；比特差错检测；寻址等。

（3）LLC子层。

数据链路层中与媒介接入无关的部分都集中在LLC子层，其主要功能是：数据链路的建立和释放；LLC帧的封装和拆卸；差错控制；提供与高层的接口等。

2.IEEE 802系列标准

IEEE 802委员会制定了很多标准，这些标准之间的关系如图2.4所示，呈倒L型，图中每个方块代表一个标准文件。

IEEE 802系列中的主要标准如下。

IEEE 802.1（A）：概述及体系结构。

IEEE 802.1（B）：寻址、网络管理和网际互连。

IEEE 802.2：逻辑链路控制。这是高层协议与任何一种局域网 MAC 子层的接口。

IEEE 802.3：CSMA/CD。定义CSMA/CD总线网的MAC子层和物理层的规约。

IEEE 802.4：令牌总线网。定义令牌总线网的MAC子层和物理层规约。

IEEE 802.5：令牌环型网。定义令牌环型网的MAC子层和物理层规约。

IEEE 802.6：城域网WAN。定义WAN的MAC子层和物理层规约。

IEEE 802.7：宽带LAN技术。

IEEE 802.8：光纤技术。

IEEE 802.9：综合话音数据局域网。

IEEE 802.10：可互操作的局域网的安全。

IEEE 802.11：无线局域网。

IEEE 802.12：优先级高速局域网（100Mb/s）。

IEEE 802.14：电缆电视（Cable-TV）。

IEEE 802.15：短距离无线网络。

IEEE 802.16：宽带无线接入。

IEEE 802.17：弹性分组网。