无线局域网讲座第二讲：局域网基础

一、局域网的标准协议体系

IEEE学会下属的IEEE 802委员会专门从事局域网协议的标准化工作，它制定的许多协议已经受到了广泛认可。图1画出了由IEEE 802委员会给出的基于OSI/RM的局域网参考模型。

由于局域网网络结构简单，在单一的局域网内不存在复杂的中转、路由等网络控制，故网络层变得非常简单。IEEE 802委员会的标准化工作只涉及OSI/RM中的数据链路层及物理层。由图1可以看出，数据链路层又被细分为两个子层，即，逻辑链路控制层（LLC层）及媒体访问控制层（MAC层）。

●物理层。物理层的任务是定义与实现建立、维持和拆除物理连接信道所必须的机械的、电气的及功能的特性与规则。其目的在于保证可靠的、按比特为单位的同步与传输。例如，物理媒体（缆线等）的类型及规格、连接接头的规格的定义与实现，比特信号的变换及传输方式的定义与实现等都是物理层应该完成的任务。

● MAC层。当发送数据时，MAC层要完成以下任务：首先它按某种规则从LLC层接收数据，然后执行媒体访问规程，查看网络是否可以发送；一旦网络可以发送，它将给数据附加上一些控制信息，把数据及控制信息以规定的格式（一般称做帧）送往物理层。

当接收数据时，MAC层要完成以下任务：首先它从物理层接收到数据帧并检查数据帧中的控制信息，从而判断是否发生传输错误。如数据正确，则去掉控制信息后把其送至LLC层。

●LLC层。LLC层的任务是完成两通信实体间一条点到点链路上的数据帧传输与控制，这里的点到点链路是一种逻辑链路。LLC是IEEE802参考模型的最高层，具有与数据链路控制协议（HDLC）相似的功能。此外，局域网的LLC层还完成两项附加的功能，即，它为其上层提供数据报与虚链路两种不同的服务。

二、IEEE802协议体系

图2画出了IEEE 802委员会给出地局域网协议体系

图2 IEEE802.3协议体系

IEEE 802的系列标准包括如下内容：

●802.1：描述各协议间的关系、参考模型及与较高层协议的关系。包括Glossary（术语表）、Network Management（网络管理）、Internetworking（网络互连），再加上IEEE802概述和结构，构成了802标准工作范围。

●802.2：是通用的逻辑链路控制层。该标准定义了数据链路层同步和所有802LAN类型的差错控制，其中包括802.11的差错控制。

●802.3：描述了CSMA/CD 媒体访问控制协议及相应的物理层规范，定义了人们现在普遍使用的10、100和1000Mbit/s的以太网异步协议，用于双绞线、同轴电缆和光纤。

●802.4：描述了令牌总线媒体访问控制协议及其物理层规范，提出一个总线拓扑的令牌传送协议，可以嵌入其它系统。

●802.5：描述了令牌环式媒体访问控制协议及其物理层规范，定义了一个4和16Mbit/s的同步协议，在环形拓扑上用一个令牌来控制访问。

●802.6：描述城域网媒体访问控制协议及其物理层规范。

●802.7：为802.3，4，5采用宽带传输方式。

●802.8：为802.3，4，5采用光纤传输方式。

●802.9：ISDN局域网媒体访问控制及其物理层规范，描述了包括综合话音/ 数据在内的多媒体局域网。

●802.10：描述了局域网的安全与保密问题，为有线和无线局域网提供了安全保障。

●802.11：描述无线局域网媒体访问控制协议及其物理层规范，包括各种物理介质，有跳频扩频、直接序列扩频，以及红外线等。

三、局域网的MAC协议

媒体访问控制协议（Media Access Protocol）简称MAC协议是用来描述和实施网上各站点的多址接入，以解决网中节点应以怎样的规则共享媒体才能保证满意的网络性能的问题的。MAC是局域网的关键技术之一，局域网的网络性能（如吞吐量、延迟性能）完全取决于所采用的MAC协议。

在局域网中，站点可以检测到其他站点在干什么，从而相应地调整自己的动作。网络站点侦听载波是否存在（即有无传输）并相应动作的协议，被称为载波侦听协议（carrier sense protocol）。

为了尽量减少数据的传输碰撞和重试发送，防止各站点无序地争用信道，无线局域网中采用了与以太网CSMA/CD相类似的CSMA/CA(载波监听多路访问/冲突避免)协议。CSMA/CA通信方式将时间域的划分与帧格式紧密联系起来，保证某一时刻只有一个站点发送，实现了网络系统的集中控制。

CSMA/CA的基础协议是1-持续CSMA。CSMA/CA利用ACK信号来避免冲突的发生，也就是说，只有当客户端收到网络上返回的ACK信号后才确认送出的数据已经正确到达目的。