Internet 拨号接入和局域网MAC子层

众所周知，拨号接入是PC机与Internet连接的一种常用方法，其示意图如图2.10所示。它的物理层就是modem和PSTN网络，最常用的数据链路层协议就是点到点协议(PPP-Point-to-Point Protocol)，它是在串行线IP(SLlP)协议基础上改进而成的，另一种能力更强的协议称为多链路PPP(MLPPP或MP)协议，它可以控制多条链路接入，以增加用户的接入带宽。

图2.10Internet拨号接入示意图

PPP 协议有 3 项主要功能：

·  帧封装：按HDLC的一般帧结构封装数据，并提供差错检测功能。

·  链路控制协议(LCP)：负责控制接线、拆线、测试线路质量和协商PPP协议参数（如最大长度、帧字段压缩等）。

．网络检测协议(NCP)：和对端协商网络层必要的功能，对应不同的网络层要采用不同的NCP。

其基本过程为：

①PC机经modem拨号呼叫Internet服务提供商(ISP)。

②ISP的modem应答，建立PC至ISP的电路连接。

③PC由PPP帧发送LCP分组，确定所用的PPP参数。

④PC和ISP交换NCP分组，配置网络层参数。对于TCP/IP协议来说，主要是为PC分配一个IP地址。每个ISP拥有n个IP地址，动态分配给每一个新接入的PC用户。

⑤至此，PC机成为一个lntemet主机，可自由发送和接收IP分组。

⑥通信结束，NCP拆除网络层连接，释放分配的IP地址；LCP关闭数据链路层连接；最后，PC机告诉modem电话挂机，释放电话线路连接。

PPP是一个典型的用千Internet单机上网的点到点数据链路层协议。

局域网和MAC子层

局域网通信协议如图2.11所示。其数据链路层由两个子层组成：媒体访问控制(MAC-MediaAccessControl)子层和逻辑链路控制(LLC-Logic link Control)子层。

其中，MAC子层要解决的主要问题是如何分配共享媒体，主要

图2.11局域网通信协议

有争用和时间片轮转两种方法，前者用于以太网，后者用于令牌网。LLC子层是端到端协议，类似于运输层协议的地位，可以提供面向连接和无连接两类服务。

MAC子层只负责将数据帧送到接收站点，并检测收到的帧是否出错，如有错则予丢弃。如果要求可靠传送，则LLC的面向连接服务能够提供差错校正和流量控制功能。差错校正采用请求重发或超时重发实现，它们都属干常用的自动重发请求(ARQ-AutomaticRepeatRequest)技术；流量控制则可以避免接收站点缓冲器溢出。

LLC还有一个功能是可以支待多重连接，如前所述，这一功能是通过SAP概念实现的。如图2.12所示，站点A的LLC子层有3个SAP，记为LSAP，每个SAP有其自己的LSAP地址，对应于站点A中的一个应用进程。这样进程X、Y、Z分别对应为复合地址(A,1)、(A,2)和(A,3)，其中，A为站点地址，1/2/3为I.SAP地址。类似地，站点B和C分别有2个和1个LSAP。如果A中的X进程要向B中的进程Q发数据，则数据帧的源地址为(A,l)，宿地址为(B,2)。

由此可知，局域网数据链路层需有两层地址：

· MAC地址：标识站点。

· LLC地址：即I.SAP号，标识站点中的一个用户，可以是一个软件进程，也可以是一个硬件端口。

图2.12    LLC的多重连接概念

数据链路层PDU也按照分层封装方式构成，即LLC PDU封装在MAC帧中。图2.13为MAC帧格式。其中，MAC地址有48比特和16比特两种，后者为局部地址，由网络管理员分配，仅适用于本地网络；前者为全局地址，由1EEE分配，全球任意两个局域网站点的全局地址都不会相同。另外还定义有广播地址和多播地址。MAC控制字段为优先级等协议控制信息，CRC为校验码。

图2.13   MAC帧格式

图2.14     LLC协议数据单元格式

LLC  PDU的格式如图2.14所示。其中，DSAP和SSAP分别为目的地和源站点的区P号；控制字段则指明PDU的类型、序号等，和ISDNQ.921协议帧的控制字段相同，因为两者都是基于HDLC的。