計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)謝希仁版數(shù)據(jù)鏈路層知識(shí)點(diǎn)總結(jié)(共3頁)

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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 數(shù)據(jù)鏈路層知識(shí)點(diǎn)總結(jié) 數(shù)據(jù)鏈路層使用的主要兩種信道：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)信道，廣播信道，分別使用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議ppp以及CSMA/CD協(xié)議 一、使用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)信道的數(shù)據(jù)鏈路層 1、 鏈路：結(jié)點(diǎn)到結(jié)點(diǎn)的物理線路，只是一段路徑的組成部分（也稱物理鏈路） 數(shù)據(jù)鏈路：把實(shí)現(xiàn)控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ艆f(xié)議的硬件和軟件都加到鏈路上構(gòu)成的（也稱邏輯鏈路） 2、 數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的基本傳輸單元——幀 3、 數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議解決的三個(gè)基本問題：封裝成幀，透明傳輸，差錯(cuò)控制 4、 封裝成幀(framing)就是在一段數(shù)據(jù)的前后分別添加首部和尾部，然后就構(gòu)成了一個(gè)幀。確定幀的界限

2、，也叫幀定界。 5、 透明傳輸分成文本文件和非文本文件（圖像，程序等） 文本文件不會(huì)出現(xiàn)幀定界控制字符，所以就是透明傳輸 非文本文件要進(jìn)行字節(jié)填充，具體：發(fā)送端的數(shù)據(jù)鏈路層在數(shù)據(jù)中出現(xiàn)控制字符“SOH”或“EOT”的前面插入一個(gè)轉(zhuǎn)義字符“ESC”(其十六進(jìn)制編碼是 1B)。接收端的數(shù)據(jù)鏈路層在將數(shù)據(jù)送往網(wǎng)絡(luò)層之前刪除插入的轉(zhuǎn)義字符。如果轉(zhuǎn)義字符也出現(xiàn)數(shù)據(jù)當(dāng)中，那么應(yīng)在轉(zhuǎn)義字符前面插入一個(gè)轉(zhuǎn)義字符。當(dāng)接收端收到連續(xù)的兩個(gè)轉(zhuǎn)義字符時(shí)，就刪除其中前面的一個(gè)。 6、差錯(cuò)檢測(cè)：循環(huán)冗余檢驗(yàn) CRC，幀檢驗(yàn)序列 FCS CRC 是一種常用的檢錯(cuò)方法，而 FCS 是添加在數(shù)據(jù)后面的冗余碼。 F

3、CS 可以用 CRC 這種方法得出，但 CRC 并非用來獲得 FCS 的唯一方法。 冗余碼位數(shù)及除數(shù)都是事先選定好的 7、可靠傳輸包括：無比特差錯(cuò)（CRC）和無傳輸差錯(cuò)（幀編號(hào)，確認(rèn)和重傳機(jī)制） 要做到“可靠傳輸”（即發(fā)送什么就收到什么）就必須再加上確認(rèn)和重傳機(jī)制。 二、PPP協(xié)議 1、應(yīng)用：用戶使用撥號(hào)電話線接入因特網(wǎng)時(shí)，一般都是使用 PPP 協(xié)議。 2、三個(gè)組成部分： n 一個(gè)將 IP 數(shù)據(jù)報(bào)封裝到串行鏈路的方法。 n 鏈路控制協(xié)議 LCP (Link Control Protocol)。 n 網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議 NCP (Network Control Proto

4、col)。 3、幀格式：開始標(biāo)志字段 F = 0x7E 地址字段 A 只置為 0xFF。地址字段實(shí)際上并不起作用。 控制字段 C 通常置為 0x03。 協(xié)議字段：2 個(gè)字節(jié) 數(shù)據(jù)字段：不超過1500字節(jié) FCS碼字段：2字節(jié) 開始標(biāo)志字段 F = 0x7E PPP 是面向字節(jié)的，所有的 PPP 幀的長(zhǎng)度都是整數(shù)字節(jié)。 4、透明傳輸問題： 1、當(dāng) PPP 用在異步傳輸時(shí)，就使用一種特殊的字符填充法。 將信息字段中出現(xiàn)的每一個(gè) 0x7E 字節(jié)轉(zhuǎn)變成為 2 字節(jié)序列(0x7D, 0x5E)。 若信息字段中出現(xiàn)一個(gè) 0x7D 的字節(jié), 則將其轉(zhuǎn)變成為 2 字

5、節(jié)序列(0x7D, 0x5D)。若信息字段中出現(xiàn) ASCII 碼的控制字符（即數(shù)值小于 0x20 的字符），則在該字符前面要加入一個(gè) 0x7D 字節(jié)，同時(shí)將該字符的編碼加以改變。 2、同步傳輸時(shí) PPP 協(xié)議采用零比特填充方法來實(shí)現(xiàn)透明傳輸。在發(fā)送端，只要發(fā)現(xiàn)有 5 個(gè)連續(xù) 1，則立即填入一個(gè) 0。接收端對(duì)幀中的比特流進(jìn)行掃描。每當(dāng)發(fā)現(xiàn) 5 個(gè)連續(xù)1時(shí)，就把這 5 個(gè)連續(xù) 1 后的一個(gè) 0 刪除 5、PPP 協(xié)議的工作狀態(tài) 鏈路靜止 設(shè)備之間無鏈路 鏈路 建立物理鏈路 鑒別 LCP 鏈路 網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議 已鑒別的 LCP 鏈路 鏈路

6、打開 已鑒別的 LCP 鏈路 三、使用廣播信道的數(shù)據(jù)鏈路層 1、局域網(wǎng)最主要的特點(diǎn)是：網(wǎng)絡(luò)為一個(gè)單位所擁有，且地理范圍和站點(diǎn)數(shù)目均有限。 2、局域網(wǎng)的拓?fù)浞诸悾盒切尉W(wǎng)絡(luò)，環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，總線網(wǎng)絡(luò) 平常我們所說的以太網(wǎng)就是總線網(wǎng)的一種 3、媒體共享技術(shù)： 靜態(tài)劃分信道：頻分復(fù)用，時(shí)分復(fù)用，波分復(fù)用，碼分復(fù)用 動(dòng)態(tài)媒體接入控制（多點(diǎn)接入）：隨機(jī)接入，受控接入（如多點(diǎn)線路探詢(polling)，或輪詢） 4、ieee 802 委員會(huì)就將局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層拆成兩個(gè)子層：邏輯鏈路控制 LLC子層,媒體接入控制 MAC子層 5、適配器的作用（網(wǎng)卡）：計(jì)算機(jī)通過適配器和局域網(wǎng)進(jìn)

7、行通信，ip地址在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中，mac地址在適配器的ROM中 6、CSMA/CD（載波監(jiān)聽多點(diǎn)接入/碰撞檢測(cè)）協(xié)議 以太網(wǎng)提供的服務(wù)是不可靠的交付，即盡最大努力的交付，多點(diǎn)接入說明是總線型網(wǎng)絡(luò)，碰撞檢測(cè)是檢測(cè)信號(hào)電平 爭(zhēng)用期（2t） 以太網(wǎng)取 51.2 ms 為爭(zhēng)用期的長(zhǎng)度 二進(jìn)制指數(shù)類型退避算法 最短有效幀長(zhǎng)64 字節(jié)，小于64字節(jié)視為無效幀，為了提高發(fā)送效率 要點(diǎn)：準(zhǔn)備發(fā)送，檢測(cè)信道，發(fā)送過程中不停檢測(cè)信道，發(fā)送成功回到原來狀態(tài)，發(fā)送失敗用二進(jìn)制指數(shù)類型退避算法繼續(xù) 四、 使用廣播信道的以太網(wǎng) 1、集線器：集線器很像一個(gè)多接口的轉(zhuǎn)發(fā)器，工作在物理層?？梢詫?duì)收到的信

8、號(hào)整形放大，擴(kuò)大傳輸距離。 n 使用集線器的以太網(wǎng)在邏輯上仍是一個(gè)總線網(wǎng)，各工作站使用的還是 CSMA/CD 協(xié)議，并共享邏輯上的總線。 2、以太網(wǎng)的信道利用率：， 3、名字指出我們要找的資源，地址告訴我們資源在何處，路由告訴我們?nèi)绾蔚竭_(dá)該處 4、MAC 幀的格式：目的地址，6字節(jié)；源地址，6字節(jié)；類型，2字節(jié)；數(shù)據(jù)，46-1500字節(jié)，46=64-18；FCS，4字節(jié) 5、無效mac幀：數(shù)據(jù)字段的長(zhǎng)度與長(zhǎng)度字段的值不一致；幀的長(zhǎng)度不是整數(shù)個(gè)字節(jié)；用收到的幀檢驗(yàn)序列 FCS 查出有差錯(cuò)；數(shù)據(jù)字段的長(zhǎng)度不在 46 ~ 1500 字節(jié)之間，幀間最小間隔為 9.6 ms 五、 擴(kuò)展的

9、局域網(wǎng) 1、 在物理層擴(kuò)展局域網(wǎng)：主機(jī)使用光纖和一對(duì)光纖調(diào)制解調(diào)器連接到集線器 2、 在數(shù)據(jù)鏈路層擴(kuò)展局域網(wǎng)：網(wǎng)橋，網(wǎng)橋依靠轉(zhuǎn)發(fā)表來轉(zhuǎn)發(fā)幀，轉(zhuǎn)發(fā)表也叫轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)庫或路由目錄 3、 使用網(wǎng)橋帶來的缺點(diǎn)：增大時(shí)延，無流量控制，用戶不多 存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)增加了時(shí)延 在MAC 子層并沒有流量控制功能 具有不同 MAC 子層的網(wǎng)段橋接在一起時(shí)時(shí)延更大 網(wǎng)橋只適合于用戶數(shù)不太多(不超過幾百個(gè))和通信量不太大的局域網(wǎng)，否則有時(shí)還會(huì)因傳播過多的廣播信息而產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)擁塞。這就是所謂的廣播風(fēng)暴。 4、 網(wǎng)橋和集線器（或轉(zhuǎn)發(fā)器）不同：集線器在轉(zhuǎn)發(fā)幀時(shí)，不對(duì)傳輸媒體進(jìn)行檢測(cè)；網(wǎng)橋在轉(zhuǎn)發(fā)幀之前必須執(zhí)行 CSMA

10、/CD 算法，若在發(fā)送過程中出現(xiàn)碰撞，就必須停止發(fā)送和進(jìn)行退避。 5、 透明網(wǎng)橋： “透明”是指局域網(wǎng)上的站點(diǎn)并不知道所發(fā)送的幀將經(jīng)過哪幾個(gè)網(wǎng)橋，因?yàn)榫W(wǎng)橋?qū)Ω髡緛碚f是看不見的。網(wǎng)橋的自學(xué)習(xí)和轉(zhuǎn)發(fā)幀 透明網(wǎng)橋使用了生成樹算法 這是為了避免產(chǎn)生轉(zhuǎn)發(fā)的幀在網(wǎng)絡(luò)中不斷地兜圈子 6、 多接口網(wǎng)橋——以太網(wǎng)交換機(jī)（交換式集線器），以太網(wǎng)交換機(jī)實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)多接口的網(wǎng)橋，可見交換機(jī)工作在數(shù)據(jù)鏈路層，全雙工方式。提高信道容量 7、 虛擬局域網(wǎng) VLAN 是由一些局域網(wǎng)網(wǎng)段構(gòu)成的與物理位置無關(guān)的邏輯組。 虛擬局域網(wǎng)其實(shí)只是局域網(wǎng)給用戶提供的一種服務(wù)，而并不是一種新型局域網(wǎng)。 虛擬局域網(wǎng)使用的以太網(wǎng)

11、幀格式：虛擬局域網(wǎng)協(xié)議允許在以太網(wǎng)的幀格式的目的地址和源地址之間插入一個(gè) 4 字節(jié)的標(biāo)識(shí)符，稱為 VLAN 標(biāo)記(tag)，用來指明發(fā)送該幀的工作站屬于哪一個(gè)虛擬局域網(wǎng)。 因此以太網(wǎng)最長(zhǎng)幀長(zhǎng)從原來的1518字節(jié)變?yōu)?522字節(jié) 六、 高速以太網(wǎng)（這一章我們不考，所以簡(jiǎn)單點(diǎn)） 100BASE-T 以太網(wǎng) 吉比特以太網(wǎng) 10 吉比特以太網(wǎng) 100 吉比特以太網(wǎng) 整理者：福州大學(xué) 張毅 專心---專注---專業(yè)