计网笔记-数据链路层
12_2_数据链路层
1. 数据链路层的基本功能
<u>将数据报从一个节点经过一条链路传输到相邻节点</u>
- 组帧:将数据报封装进帧，加上首部和尾部
- 链路接入:如果共享媒体，控制信道接入,使用帧首部中的“MAC”地址标识源和目的地
- 相邻节点间的可靠交付,
- 检错
- 纠错:接收方识别并纠正比特差错，而不需要重传
它放在哪?适配器(网卡),和主机系统总线相连
2.差错控制
通过通信信道接收的数据与发送的数据不一致的现象称为传输差错(简称差错)。
2.1检错编码
2.1.1单比特奇偶校验
奇偶校验码是一种通过增加冗余位使得码字中“1”的个数恒为奇数或偶数的编码方法
能力:能够检测单(奇数)个比特差错
2.1.2InternetChecksum–UDP里讲过
2.1.3循环冗余校验
原始数据:D
校验位:长度r,
原始数据后补上r位0,
Generator: G:r+1的长度
D不断异或G(其实是求余数),最后剩下的为校验位
检测能力
2.1.4二维奇偶校验
二维奇偶校验能够检测并纠正单比特差错
2.2纠错编码
3.介质访问控制
点对点/广播
3.1信道划分
将信道划分为较小的“片” (时隙，频率，编码)
为节点分配专用的片
3.1.1频分多路复用
3.2.2时分多路复用、
3.1.3波分多路复用
3.1.4码分多路访问
3.2随机访问
不划分信道，允许冲突
从“冲突”中恢复
3.2.1ALOHA协议、CSMA协议、
传播时延的冲突:
传播时延:传输距离/光速
端到端往返时延 2t 称为争用期，或冲突窗口
3.2.2CSMA/CD协议
需要在发送完帧之前就能收到自己发送出去的数据，即帧的传输时延至少是数据在总线中的传播时延的2倍
最小帧长=传播时延* 2 *数据传输速率
例如，以太网的冲突窗口长度为51.2µs，数据传输速
率为10Mbps，51.2µs可以发送512bit（64B）数据，因
此，64B是以太网的最短帧长度；
、CSMA/CA协议
3.3轮流协议
3.3.1令牌传递协议
3.3.2轮询协议
4.局域网
4.1局域网的基本概念与体系结构
4.2局域网寻址与ARP协议
4.3以太网与IEEE 802.3
4.3.1以太网拓扑结构
90年代前:总线型拓扑(单冲突域)
现在星形(中心是交换机,节点之间不冲突,不需要CSMA)
4.3.2以太网帧结构
…
4.3.3 以太网属性
•connectionless: no handshaking between sending and receiving NICs
连接之间没有握手
•unreliable: receiving NIC doesn’t send ACKs or NAKs to sending NIC
就是说,如果没收到就直接扔了,不发消息
以太网的MAC Control
CMSA/CD+指数回避(用来防止连续冲突)
4.4无线局域网(IEEE 802.11)
4.4.1典型结构
4.4.2冲突控制
CSMA/C(ollision)A(voidance)
允许发送端预订信道
- 发送端发送请求帧到AP
- AP广播允许发送(CTS)的回复
- 所有结点收到CTS,发送端发送
5.数据链路层设备
5.1局域网交换机
查看进入的MAC地址,然后转发给出链路
**<u>透明</u>因此在转发的时候分组里<u>不会</u>**有交换机的物理地址
<u>自学习</u>:
收到对应接口分组后记录对应接口MAC地址在自己对应接口上
如果发现目的接口没有,会洪泛(将分组分发到所有接口上,等待回复)
5.2 冲突域vs广播域
冲突域
当两个设备在同时发送分组的时候会冲突
下面每个圈都是冲突域
广播
通过广播能发到的一堆设备
虚拟局域网(为了防止过多的广播信息引起不便)
虚拟局域网VLAN是由一些局域网网段构成的与物理位置无关的逻辑组
每一个 VLAN 的帧都有一个明确的标识符，指明发送这个帧的工作站是属于哪一个 VLAN。(在以太网帧中插入一个4字节的标识符,称为VLAN标记)
