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链路层

数据链路层.png

基本问题

封装成数据帧

  • 给从网络层得到的Packet(分组)加上头部和尾部,标记帧的开始和结束

透明传输

  • 对数据的一部分进行转义,传输过程传输转义后的数据,接收方收到数据帧后又会取消转义,这一过程对用户不可见对数据部分进行转义.png

差错检测

  • CRC(循环冗余校验)

信道分类

广播信道

  • 一对多:一个节点发送的数据能被信道上的所有节点收到

  • 冲突(collision)避免

    • 信道复用技术
    • CSMA/CD

点对点信道

  • 一对一通信,使用PPP协议

信道复用技术

频分复用

  • 所有主机在相同时间占用不同频率的带宽资源频分复用.png

时分复用

  • 所有主机在不同的时间占用相同频率的带宽资源时分复用.png

统计时分复用

  • 对时分复用的一种改进,不固定每个用户在复用帧中的位置

波分复用

  • 光的频分复用(光习惯说波长)

码分复用

  • 为用户分配m bits的码片(大小和用户数有关),所有的码片正交。
  • 发送的0和1改为码片或者码片的补码
  • 码分复用需要发送的数据量为原先的n倍

协议

CSMA/CD

  • Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection(载波侦听多路访问/冲突检测)

  • 概念

    • 载波侦听

      • 持续监听信道,信道空闲才能发送
    • 多路访问

      • 总线型网络,许多主机以点的方式接入总线
    • 冲突检测

      • 载波侦听不能避免碰撞,发送数据途中如果发现有主机也在发送,说明产生了碰撞
  • 争用期

    • 端到端的传播时间为τ,过了2τ之后才有把握说之前没有碰撞并且之后也不会碰撞
  • 截断二进制指数退避算法

    • 碰了之后,双方要等一个随机的时间后再发送

PPP

  • Point to Point Protocol

  • 使用场景

    • 用户计算机和ISP通信
  • PPP的帧格式

MAC地址

地位

  • 链路层地址,唯一表示网络适配器(网卡)

    一台主机可以有多个网卡,但每个网卡只有唯一的MAC地址

局域网

信道类型

  • 广播

特点

  • 网络为一个单位所有,范围和数量有限

技术

  • 以太网

    • 拓扑结构

      • 星型

        • 早期

          • 集线器

            • 物理层设备
            • 作用于比特,放大能量
        • 近期

          • 交换机

            • 链路层设备

            • 根据MAC地址存储转发

            • 自学习能力

              • 表里没有目的地就广播
              • MAC地址——接口
      • 大小要求

        • 长度在46-1500之间,太小则需要填充
      • FCS

        • 帧检验序列,CRC
  • 令牌环网

  • FDDI

  • ATM

分类

  • 星型
  • 环型
  • 直线型

VLAN

vlan.png

使用 VLAN 干线连接交换机来建立虚拟局域网,只有在同一个虚拟局域网中的成员才会收到链路层广播信息。

实现

  • IEEE 定义了一种扩展的以太网帧格式 802.1Q,它在标准以太网帧上加进了 4 字节首部 VLAN 标签,用于表示该帧属于哪一个虚拟局域网。