计算机网络-链路层

tech2023-02-09  102

基本问题

1. 封装成帧

将网络层传下来的分组添加首部和尾部,用于标记帧的开始和结束。

2. 透明传输

需要在数据部分出现首部尾部相同的内容前面插入转义字符。如果数据部分出现转义字符,就在转义字符前面再加个转义字符。 这个过程透明传输的内容是转义字符,用户察觉不到转义字符的存在。

3. 差错检测

目前数据链路层广泛使用**循环冗余检验(CRC)**来检查比特差错。

信道分类

1. 广播信道

一对多通信。 要避免发生冲突(碰撞)。

采用信道复用技术、CSMA/CD协议。

2. 点对点信道

一对一通信。 PPP协议。

信道复用技术

1. 频分复用

所有主机在相同时间占用不同的频率带宽资源。

2. 时分复用

所有主机在不同时间占用相同的频率带宽资源。

频分复用和时分复用对信道的利用率都不高。

3. 统计时分复用

不固定每个用户在时分复用帧中的位置,只要有数据就集中起来组成统计时分复用帧然后发送。

4. 波分复用

光的频分复用。

5. 码分复用

当接收端使用码片对接收到的数据进行内积运算时,结果为0的是其它用户发送的数据,结果为1的是用户发送的比特1,结果为-1的是用户发送的比特0。

CSMA/CD协议

CSMA/CD表示载波监听多点接入/碰撞检测。

多点接入:总线型网络,主机以多点的方式连接到总线上。载波监听:每个主机必须不停地监听信道。在发送前,如果监听到信道正在使用,就必须等待。碰撞检测:在发送中,如果监听到信道已有其他主机正在发送数据,就表示发生了碰撞。

传播时延为t,称2t为争用期。 当发生碰撞时,要等待一段时间再发送。采用截断二进制指数退避算法。

PPP协议

用户计算机和ISP进行通信时所使用地数据链路层协议。

PPP地帧格式:

F字段为帧的定界符A、C字段暂时没有意义FCS字段是使用CRC的检验序列信息部分的长度不超过1500

MAC地址

MAC地址是链路层地址,长度为6字节,用于唯一标识网络适配器(网卡)。

局域网

局域网是一种典型的广播信道,主要特点是网络为一个单位所拥有,且地理范围和站点数目均有限。

主要有以太网、令牌环网、FDDI和ATM等局域网技术,目前以太网占领着有线局域网市场。

可以按照网络拓扑结构对局域网进行分类:

星型环形总线型

以太网

星型拓扑结构局域网。

早期使用集线器进行连接,集线器是一种物理层设备。总用于比特而不是帧。

用交换机代替集线器,交换机是链路层设备,它不会发生碰撞,能根据MAC地址进行存储转发。

以太网帧格式:

类型:标记上层使用的协议;数据:长度在46-1500之间,如果太小则需要填充。FCS:帧检验序列,使用的是CRC检验方法。

交换机

交换机具有自学习能力,学习的是交换表的内容,交换表中存储着MAC地址到接口的映射。

交换机即插即用,不需要网络管理员手动配置交换表内容。

虚拟局域网

建立于物理位置无关的逻辑组,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。

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