计算机网络(三)：数据链路层

于 2020-04-30 22:38:23 发布
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（PPT来源：王道网课）

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数据链路层概述

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  • 研究思想：假象数据都是只经过每个链路层，水平方向传输的
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封装成帧 & 透明传输

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组帧的四种方法：

1. 字符计数法

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2. 字符填充法

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3. 零比特填充法

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4. 违规编码法

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差错控制

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流量控制&可靠传输机制

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停止—等待协议

  • 随着技术发展，通信链路质量越来越好，出现差错的可能性越来越小
    数据链路层的可靠传输的职责不再重要，交给传输层来实现；链路层主要负责差错的控制，使得数据在链路上传输的速度更快，时间更短，延迟更小
  • 所发送的数据包即数据：
    数据链路层——帧
    网络层——IP数据包 / 分组
    传输层——报文段
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  • 0帧只是一个编号，上下两个0帧不是同一个帧
    ACK——确认帧
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  • RTT——往返传播时延
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后退N帧协议(GBN)

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  • 滑动窗口不能无限长，否则利用循环的数字对帧编号时，如果前面的的0123都没有接收到，则会让接收方混淆在一组发送完成后，下面收到的0到底是新的0还是之前的0。
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选择重传协议（SR）

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  • 在下方左图中，对于接收方来说，它不能够分清楚最后发来的0号，是新帧还是旧帧。，所以说明窗口的长度与采用几个比特对帧进行了编号有关。
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介质访问控制

  • 当局域网中，共用信道的使用产生竞争时，如何分配信道使用权在这里插入图片描述在这里插入图片描述

静态划分信道

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动态分配信道

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随机访问 介质访问控制：

1. ALOHA协议

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2. CSMA协议

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  • 感觉下面这里的优点处写反了：
    P-坚持 可以像非坚持算法那样减少媒体空闲时间；
    也可以像1-坚持算法那样减少冲突
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3. CSMA/CD

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  • CS监听——检测信道上电压的摆动幅值，如果站点有信号进来，则说明有信息在发送
    MA多点接入——用于总线型网络
    CD冲突检测——半双工网络(每次只能一个发送)，及时停止控制
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    如果碰撞后立即重传，会在原来地点再次碰撞，恶性循环：
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  • CD是在解决冲突问题中叫停的，所以希望在检测到碰撞时帧还没有发送结束，这样可以有效令其停止控制
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4. CSMA/CA

  • CA碰撞避免——用于无线局域网中
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轮询访问 介质访问控制

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局域网

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局域网拓扑结构

  • 总线型拓扑结构：优势大，造价不高，是目前局域网中常用的拓扑结构。
    以太网就是一种逻辑上总线型的拓扑结构。
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局域网 介质访问控制 方法

  • 令牌环网：
    逻辑(想象中信道上的传输)上的结构是环形；物理(实际)上的结构为星型
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局域网的分类

  • 以太网：IEEE 802.3标准
    令牌环网：造价太高
    FDDI网：光纤分布式数据接口，IEEE 802.8 标准
    ATM网：在此网中交换信息的单元长度不可变
    无线局域网 WLAN：IEEE 802.11 标准，wifi是无线局域网的一种应用，wifi更局限一些
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以太网 802.3

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  • 使用MAC地址查询是否为正品
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  • 目的地址 3 种形式：
    1.单播地址：一个专有的MAC地址
    2.广播地址
    3.多播地址
    类型：指明上方网络层使用的协议类型
    数据部分：46字节 ~ 1500字节
    数据链路层+头部数据+尾部数据，但是只有帧开始定界符，没有结束定界符：因为使用曼彻斯特编码，结束时电压不再改变，很好确认
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  • IEEE 802.3 规定的以太网MAC帧格式：
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  • 以太网总结
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无线局域网 802.11

  • 802.11 的 MAC 帧头格式
    距离设备较近的基站：地址1_接收端RA、地址2_发送端TA
    设备上的MAC地址：地址3_目的地址DA、地址4_源地址SA
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  • 标准中有 4 类不同的帧格式：
    AP —— 基站
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  • 无线局域网的分类：
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2.
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广域网 & 使用的链路层协议

  • 广域网可以由多个局域网组建而成
  • 覆盖的网络体系结构层次：
    局域网 只覆盖 物理层、链路层
    广域网 可以覆盖 物理层、链路层、、、网络层
  • 局域网 普遍采用 逻辑总线型的 多点接入技术
    广域网 通常采用 通过链路相连的点对点的 全双工/半双工 通信模式
  • 局域网强调数据传输
    广域网强调资源共享
  • 由于距离，广域网传播延迟 > 局域网
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PPP协议：点对点

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  • 链路层不需要实现 可靠传输的功能
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  • PPP 的组成部分
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  • PPP 帧格式
    F：前后标志字段，即帧定界符 1
    A：地址字段，不携带有用信息 1
    C：控制字段，不携带有用信息 1
    协议字段 2
    信息部分
    FCS：验错序列 2
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HDLC 协议

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  • HDLC 帧格式 和 类型：
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  • PPP、HDLC 总结
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链路层设备

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  • 扩大以太网范围的同时，还可以减少冲突，提高效率：

1.网桥

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2.交换机

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3. 冲突域、广播域

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大总结

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