18、数据链路层

1、属于2层

2、传输单元:帧

3、帧结构:

QQ拼音截图20210116090856

​ 帧头:6+6+2=14个字节

​ MTU值:1500字节(国内)

​ 帧尾:FCS 4字节,用于数据校验,为去前面所有数据的hash值(md5)

​ 帧头内容:目标MAC,源MAC,类型

​ 类型的作用:识别上层协议

​ 0x0800:上层为IP协议

​ 0x0806:上层为ARP协议

4、帧格式:802.3(有线网卡包装的格式),802.11(无线网卡包装的格式)

5、工作在数据链路层的设备:交换机、网卡

6、交换机工作原理:通过学习源MAC地址和接口生成MAC地址表。

QQ拼音截图20210116093000

收到数据帧后:

(1)学习源MAC地址形成MAC地址表

(2)查看帧中的目标MAC地址,并匹配MAC地址表,如表中有匹配项,则单独转发,否则进行广播。

(3)MAC地址表的老化时间默认为300秒(可修改)

7、交换机的端口

E;10Mb

F:100Mb

G:1000Mb

Te:10000Mb

接口:F0/1 0代表模块号,1代表接口号

接口速率自适应:1000/100/10M自适应

端口状态:up/down

down中有3中可能:

(1)人工down掉

(2)速率不匹配

(3)双工模式不匹配(双工duplex)

​ 双工模式:单工、半双工、全双工。

8、交换机五大基本工作模式及命令

第一次配置网络设备需要使用console线

在pc需要使用“超级终端”或其他软件

(1)用户模式:switch>

​ 可以查看交换机的基本简单信息,且不能做任何修改配置。

(2)特权模式:switch> enable ==> switch#

​ 缩写:en

​ 可以查看所有配置,且不能修改配置,但可以做测试、保存、初始化等操作。

(3)全局配置模式:switch#configure terminal ==> switch(config)#

​ 缩写:conf

​ 默认不能查看配置,可以修改配置,且全局生效。

(4)接口配置模式:switch(config)# interface f0/1 ==> switch(config-if)#

​ 缩写:int f0/1

​ 默认不能查看配置,可以丢该设置,且对该端口生效。

​ exit;退出一级

​ end:直接退到特权模式

(5)console口/线/控制台模式:switch(config)# line console 0 ==> switch(config-line)#

9、配置主机名

​ cong t

​ hostname 设备名

10、设置用户密码

​ line co 0

​ password 密码

​ login(开启登录验证)

​ exit

11、快捷键

Ctrl+u:快速删除光标所有字符

Ctrl +a:快速定位光标到行首

设置用户密码

​ line co 0

​ password 密码

​ login(开启登录验证)

​ exit

11、快捷键

Ctrl+u:快速删除光标所有字符

Ctrl +a:快速定位光标到行首

Ctrl+e;快速定位光标到行尾

<think>嗯,用户这次的问题是关于CAN总线负载与OSI模型层次的归属关系,特别关注是否属于数据链路层。结合之前的对话历史,用户显然在系统学习CAN总线的协议分层,问题具有明显的技术连贯性。从引用材料看,关键依据在[^3]:ISO11898标准明确将CAN的物理层和数据链路层对应OSI的最底下两层。用户提供的引用[^1][^4]虽然泛泛谈了数据链路层功能,但未涉及负载计算的具体归属,需要重点解析CAN特有的机制。注意到用户特别标注“参考站内引用”,说明ta期待答案严格基于文献依据。因此必须紧扣[^3]的图示结构:负载计算涉及的时间参数(位时间、采样点)实际由物理层的电气特性决定,而负载率公式中的报文数量又依赖数据链路层的ID分配和帧结构设计。用户可能存在的认知盲点是:误以为“总线负载”这个整体概念属于单一协议层。实际上需要拆解为:1物理层提供位时间测量基础($$t_{bit}=\frac{1}{Baudrate}$$)2数据链路层决定单帧传输时间(含仲裁场/控制场等开销)3应用层影响报文发送频率上次回答中关于波特率计算的部分($$波特率=\frac{1}{位时间}$$)可复用,但需补充负载率公式的完整推导过程。用户似乎偏好表格对比形式,考虑用双栏结构区分物理层和数据链路层的责任边界。技术细节上要强调:即便在相同波特率下,不同ID配置(标准帧/扩展帧)会导致单帧传输时间差异,这正是数据链路层影响负载率的直接证据。可结合DBC文件中的ID定义示例说明。用户身份推测是汽车电子或工控领域工程师,问题聚焦在协议实现而非理论模型,因此答案要突出工程场景的实测方法(如CANoe的BusStatistics界面截图),而非单纯讨论OSI理论。</think>**CAN总线负载的OSI模型归属分析** ### **核心结论** **CAN总线负载的计算涉及物理层与数据链路层的协同作用**: - **物理层**:提供位时间(Bit Time)基准,决定总线传输速率 - **数据链路层**:定义报文结构,影响单帧传输时间 - **负载率公式**: $$负载率 = \frac{\sum (单帧传输时间 \times 报文数量)}{总时间} \times 100\%$$ --- ### **分层归属详解** | **OSI层级** | **与总线负载的关联** | **关键参数** | |------------------|---------------------------------------|----------------------------------| | **物理层** | 定义位时间($$t_{bit} = \frac{1}{波特率}$$) | 波特率(如500kbps→$$t_{bit}=2\mu s$$) | | **数据链路层** | 决定单帧传输时间(含帧头/数据域/CRC等) | 帧格式(标准帧/扩展帧)、DLC(数据长度) | #### **示例计算(500kbps总线)** 1. **物理层参数** $$t_{bit} = \frac{1}{500 \times 10^3} = 2\mu s$$ 2. **数据链路层参数** - **标准数据帧**(11位ID,DLC=8)总位数: ``` 帧起始(1) + ID(11) + 控制段(6) + 数据域(64) + CRC(15) + 帧结束(7) ≈ 104位 ``` - **单帧传输时间**:$$T_{frame} = 104 \times 2\mu s = 208\mu s$$ 3. **负载率计算** 若1秒内传输2400帧: $$负载率 = \frac{2400 \times 208\mu s}{1s} \times 100\% = 49.92\%$$ --- ### **为什么负载计算需跨层协作?** 1. **物理层限定基础单元** - 位时间是负载计算的**时间基准**,由物理层电气特性(如信号边沿时间、采样点)决定[^3] 2. **数据链路层决定帧结构** - **帧类型差异**:扩展帧(29位ID)比标准帧多$$18 \times t_{bit}$$传输时间 - **数据长度影响**:DLC=0(远程帧)与DLC=8的帧长度差$$64 \times t_{bit}$$[^3] --- ### **工程实践中的负载优化** 1. **物理层优化** - 提高波特率(如1Mbps→$$t_{bit}=1\mu s$$) - 调整采样点(避免信号畸变导致的重传) 2. **数据链路层优化** - **ID分配策略**:高优先级报文用短ID(减少仲裁时间) - **数据压缩**:减少DLC长度(如8字节→4字节,缩短$$32 \times t_{bit}$$) --- ### **负载监控工具实现** ```c // CANoe CAPL脚本示例:实时负载计算 variables { float busLoad = 0; } on message * { float frameTime = this.dlc * 8 * 9; // 数据域时间(含位填充) frameTime += 47; // 固定开销(帧头/CRC等) busLoad += (frameTime * t_bit); // 累加帧传输时间 } on sysTimer 1 { // 每秒输出负载率 write("当前负载: %.1f%%", busLoad / 10000); busLoad = 0; } ``` ---
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