1、數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)1我們的目標(biāo): r理解支撐鏈路層服務(wù)的原則:m差錯(cuò)檢測(cè), 糾正m共享廣播信道: 多路訪問m鏈路層編址m可靠數(shù)據(jù)傳輸, 流量控制: 前面已分析過r各種鏈路層技術(shù)實(shí)例與實(shí)現(xiàn)第5章 鏈路層和局域網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)2第5章 鏈路層r5.1 概述與服務(wù)r5.2 差錯(cuò)檢測(cè)和糾錯(cuò) r5.3多路訪問協(xié)議r5.4 鏈路層編址r5.5 以太網(wǎng)r5.6 集線器和交換機(jī)r5.7 PPPr5.8 鏈路虛擬化: ATM和MPLS數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)3鏈路層: 主要分析的內(nèi)容r分組如何通過各段鏈路？分組如何通過各段鏈路？r網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)報(bào)如何被封裝成鏈路層的網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)報(bào)如何被封裝成鏈路層的幀？幀？r 鏈路

2、層協(xié)議是否能夠提供路由器之間的可鏈路層協(xié)議是否能夠提供路由器之間的可靠數(shù)據(jù)傳輸？靠數(shù)據(jù)傳輸？r 通信路徑上不同的鏈路是否采用不同的鏈通信路徑上不同的鏈路是否采用不同的鏈路層協(xié)議？路層協(xié)議？數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)4鏈路層: 概述某些術(shù)語:r主機(jī)和路由器是節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)r連接沿通信路徑的相鄰節(jié)點(diǎn)的路徑是鏈路鏈路m有線鏈路m無線鏈路m局域網(wǎng)r第二層的分組叫幀幀, 封裝數(shù)據(jù)報(bào)“l(fā)ink”數(shù)據(jù)鏈路層具有經(jīng)一條鏈路從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)鏈路層具有經(jīng)一條鏈路從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)到相鄰節(jié)點(diǎn)的能力數(shù)據(jù)到相鄰節(jié)點(diǎn)的能力 數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)55.1.1 鏈路層提供的服務(wù)r鏈路層功能：將分組通過一個(gè)鏈路，從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳輸鏈路層功能：將

3、分組通過一個(gè)鏈路，從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)洁徑牧硪粋€(gè)節(jié)點(diǎn)。到鄰近的另一個(gè)節(jié)點(diǎn)。r鏈路層協(xié)議：用來在單段鏈路上傳輸分組。鏈路層協(xié)議：用來在單段鏈路上傳輸分組。r定義了在鏈路兩端的節(jié)點(diǎn)之間交互的分組格式，以及定義了在鏈路兩端的節(jié)點(diǎn)之間交互的分組格式，以及當(dāng)發(fā)送和接收分組時(shí)節(jié)點(diǎn)采取的動(dòng)作。當(dāng)發(fā)送和接收分組時(shí)節(jié)點(diǎn)采取的動(dòng)作。r交換的數(shù)據(jù)單元稱為交換的數(shù)據(jù)單元稱為幀幀 (frame)，封裝了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)層的，封裝了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)報(bào)。數(shù)據(jù)報(bào)。r所采取的動(dòng)作：包括差錯(cuò)檢測(cè)、重傳、流量控制和隨所采取的動(dòng)作：包括差錯(cuò)檢測(cè)、重傳、流量控制和隨機(jī)訪問。機(jī)訪問。r典型協(xié)議：以太網(wǎng)、典型協(xié)議：以太網(wǎng)、802.11無線無線LAN

4、、令牌環(huán)和、令牌環(huán)和PPP，以及以及ATM。數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)6網(wǎng)絡(luò)層與鏈路層關(guān)系網(wǎng)絡(luò)層：網(wǎng)絡(luò)層：將運(yùn)輸層報(bào)文段將運(yùn)輸層報(bào)文段從源主機(jī)傳送到目的主機(jī)從源主機(jī)傳送到目的主機(jī)。 能夠在各段能夠在各段鏈路層提供異構(gòu)服務(wù)鏈路層提供異構(gòu)服務(wù)的情況下，完成的情況下，完成端到端的工作。端到端的工作。鏈路層：鏈路層：將網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)報(bào)將網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)報(bào)從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳送到下一個(gè)節(jié)從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳送到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)（單段鏈路）。（單段鏈路）。 不同的鏈路采用不同的鏈路層協(xié)議不同的鏈路采用不同的鏈路層協(xié)議，提供的服務(wù)，提供的服務(wù)不同。不同。數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)7類比例類比例旅行社組織游客從旅行社組織游客從海口?？诘降焦鹆株査饭鹆株査?/p>

5、 。經(jīng)過。經(jīng)過3段旅段旅程，如圖。程，如圖。游客：游客：數(shù)據(jù)報(bào)；數(shù)據(jù)報(bào)；運(yùn)輸區(qū)段：運(yùn)輸區(qū)段：通信鏈路；通信鏈路；運(yùn)輸方式：運(yùn)輸方式：鏈路層協(xié)議，如汽車、飛機(jī)和船。鏈路層協(xié)議，如汽車、飛機(jī)和船。旅行社：旅行社：選路協(xié)議。選路協(xié)議。飛機(jī)飛機(jī) 汽車汽車 船船海?？诳陉栮査匪窋?shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)8鏈路層提供的服務(wù)鏈路層提供的服務(wù) 鏈路層的基本服務(wù)是將數(shù)據(jù)報(bào)通過單一通信鏈路鏈路層的基本服務(wù)是將數(shù)據(jù)報(bào)通過單一通信鏈路從一個(gè)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)到相鄰節(jié)點(diǎn)，所提供的服務(wù)的服務(wù)細(xì)從一個(gè)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)到相鄰節(jié)點(diǎn)，所提供的服務(wù)的服務(wù)細(xì)節(jié)將隨鏈路層協(xié)議從一種進(jìn)入下一種而改變；節(jié)將隨鏈路層協(xié)議從一種進(jìn)入下一種而改變； 鏈路層可能提供的服務(wù)

6、包括：鏈路層可能提供的服務(wù)包括：r 成幀：成幀：把網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)報(bào)封裝成鏈路層幀把網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)報(bào)封裝成鏈路層幀，再傳送到鏈路上。，再傳送到鏈路上。 首部包括若干字段：如編號(hào)、物理地址等。首部包括若干字段：如編號(hào)、物理地址等。 不同的鏈路層協(xié)議，幀格式可能不同。不同的鏈路層協(xié)議，幀格式可能不同。首首部部數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)報(bào)報(bào)數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)9鏈路層提供的服務(wù)鏈路層提供的服務(wù)r鏈路接入：鏈路接入：由媒體訪問控制由媒體訪問控制(Medium Access Control, MAC)協(xié)議協(xié)議定義幀在鏈路上傳輸?shù)囊?guī)則。定義幀在鏈路上傳輸?shù)囊?guī)則。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路：一個(gè)發(fā)送方和一個(gè)接收方，一個(gè)發(fā)送方和一個(gè)接收方，M

7、AC協(xié)議比較簡(jiǎn)單協(xié)議比較簡(jiǎn)單(或或不存在不存在)，即任何時(shí)候只要鏈路空閑，發(fā)送方都能夠發(fā)送幀。，即任何時(shí)候只要鏈路空閑，發(fā)送方都能夠發(fā)送幀。廣播鏈路廣播鏈路：多個(gè)節(jié)點(diǎn)共享一個(gè)鏈路（多路訪問），使用：多個(gè)節(jié)點(diǎn)共享一個(gè)鏈路（多路訪問），使用MAC協(xié)協(xié)議協(xié)調(diào)多個(gè)節(jié)點(diǎn)的幀傳輸議協(xié)調(diào)多個(gè)節(jié)點(diǎn)的幀傳輸數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)10鏈路層提供的服務(wù)鏈路層提供的服務(wù)r可靠交付：可靠交付： 保證網(wǎng)絡(luò)層的保證網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)報(bào)無差錯(cuò)地通過鏈路層數(shù)據(jù)報(bào)無差錯(cuò)地通過鏈路層。與運(yùn)輸層類似，可與運(yùn)輸層類似，可通過確認(rèn)和重傳獲得通過確認(rèn)和重傳獲得。高差錯(cuò)率的鏈路：高差錯(cuò)率的鏈路：如無線鏈路，如無線鏈路，在本地在本地 ( (發(fā)生差錯(cuò)的鏈

8、發(fā)生差錯(cuò)的鏈路路) )糾正差錯(cuò)糾正差錯(cuò)，不通過運(yùn)輸層或應(yīng)用層協(xié)議進(jìn)行端到端，不通過運(yùn)輸層或應(yīng)用層協(xié)議進(jìn)行端到端的數(shù)據(jù)重傳；的數(shù)據(jù)重傳；低差錯(cuò)率的鏈路：低差錯(cuò)率的鏈路：如光纖、同軸電纜、雙絞線鏈路，如光纖、同軸電纜、雙絞線鏈路，不需提供可靠的傳輸服務(wù)。不需提供可靠的傳輸服務(wù)。數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)11r流量控制：流量控制：防止發(fā)送節(jié)點(diǎn)的發(fā)送速率過高防止發(fā)送節(jié)點(diǎn)的發(fā)送速率過高，避免接收，避免接收節(jié)點(diǎn)來不及處理。節(jié)點(diǎn)來不及處理。 鏈路節(jié)點(diǎn)的幀緩存容量有限。鏈路節(jié)點(diǎn)的幀緩存容量有限。 當(dāng)幀到達(dá)接收節(jié)點(diǎn)的速率大于其處理速率，接收方緩當(dāng)幀到達(dá)接收節(jié)點(diǎn)的速率大于其處理速率，接收方緩沖區(qū)產(chǎn)生溢出，幀會(huì)丟失。沖區(qū)產(chǎn)

9、生溢出，幀會(huì)丟失。 鏈路層提供的服務(wù)鏈路層提供的服務(wù)數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)12鏈路層提供的服務(wù)鏈路層提供的服務(wù)r差錯(cuò)檢測(cè)：差錯(cuò)檢測(cè)： 幀在傳輸時(shí)有可能出現(xiàn)幀在傳輸時(shí)有可能出現(xiàn)比特差錯(cuò)比特差錯(cuò)（10、01）。）。 差錯(cuò)檢測(cè)用來差錯(cuò)檢測(cè)用來檢測(cè)是否存在一個(gè)或多個(gè)差錯(cuò)檢測(cè)是否存在一個(gè)或多個(gè)差錯(cuò)。 發(fā)送節(jié)點(diǎn)：發(fā)送節(jié)點(diǎn)：在幀中設(shè)置差錯(cuò)檢測(cè)比特；在幀中設(shè)置差錯(cuò)檢測(cè)比特； 接收節(jié)點(diǎn)：接收節(jié)點(diǎn)：對(duì)收到的幀進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè)。對(duì)收到的幀進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè)。 通過硬件實(shí)現(xiàn)。通過硬件實(shí)現(xiàn)。r差錯(cuò)糾正：差錯(cuò)糾正： 與差錯(cuò)檢測(cè)類似。與差錯(cuò)檢測(cè)類似。 接收方不僅能檢測(cè)幀中是否出現(xiàn)差錯(cuò)，還能判斷接收方不僅能檢測(cè)幀中是否出現(xiàn)差錯(cuò)，還能判斷差

10、錯(cuò)的位置，并進(jìn)行糾正。差錯(cuò)的位置，并進(jìn)行糾正。數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)13鏈路層提供的服務(wù)r半雙工和全雙工：半雙工和全雙工：全雙工傳輸全雙工傳輸：鏈路兩端的節(jié)點(diǎn)可以同時(shí)傳輸分組。鏈路兩端的節(jié)點(diǎn)可以同時(shí)傳輸分組。半雙工傳輸：半雙工傳輸：鏈路兩端的節(jié)點(diǎn)不能同時(shí)傳輸和接收，鏈路兩端的節(jié)點(diǎn)不能同時(shí)傳輸和接收，只能交替。只能交替。數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)14鏈路層服務(wù)和運(yùn)輸層服務(wù)比較鏈路層服務(wù)和運(yùn)輸層服務(wù)比較r運(yùn)輸層協(xié)議：運(yùn)輸層協(xié)議： 在端到端的基礎(chǔ)上為在端到端的基礎(chǔ)上為兩個(gè)進(jìn)程之間兩個(gè)進(jìn)程之間提供可靠傳提供可靠傳輸；輸； 流量控制是在端到端的基礎(chǔ)上提供。流量控制是在端到端的基礎(chǔ)上提供。r鏈路層協(xié)議鏈路層協(xié)議： 在

11、一條鏈路相連的在一條鏈路相連的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間提供可靠傳輸。提供可靠傳輸。 流量控制是在相鄰節(jié)點(diǎn)之間的基礎(chǔ)上提供。流量控制是在相鄰節(jié)點(diǎn)之間的基礎(chǔ)上提供。數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)155.1.2 鏈路層在何處實(shí)現(xiàn)r在路由器中鏈路層怎樣實(shí)現(xiàn)在線路卡中？在路由器中鏈路層怎樣實(shí)現(xiàn)在線路卡中？r主機(jī)的鏈路層是用硬件還是軟件實(shí)現(xiàn)？主機(jī)的鏈路層是用硬件還是軟件實(shí)現(xiàn)？r它是實(shí)現(xiàn)一塊單獨(dú)的卡上還是在一個(gè)芯片上它是實(shí)現(xiàn)一塊單獨(dú)的卡上還是在一個(gè)芯片上呢？呢？r它是怎樣與主機(jī)的硬件和操作系統(tǒng)組件接口的它是怎樣與主機(jī)的硬件和操作系統(tǒng)組件接口的呢？呢？數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)16r在主機(jī)中鏈路層的主體部分是網(wǎng)絡(luò)適配器中實(shí)現(xiàn)在主

12、機(jī)中鏈路層的主體部分是網(wǎng)絡(luò)適配器中實(shí)現(xiàn)r適配器適配器(adapter)：網(wǎng)絡(luò)接口卡（網(wǎng)絡(luò)接口卡（NIC，network interface card），其內(nèi)核為鏈路），其內(nèi)核為鏈路層控制器。層控制器。NIC是一個(gè)電路板（或是一個(gè)電路板（或PCMCIA板），包括板），包括RAM、DSP芯片、主機(jī)總線接口和芯片、主機(jī)總線接口和鏈路接口。鏈路接口。 實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)物理層及鏈路層物理層及鏈路層的主要功能。的主要功能。因此鏈路層控制器的許多功能是用硬件實(shí)現(xiàn)的，例如因此鏈路層控制器的許多功能是用硬件實(shí)現(xiàn)的，例如Intel的的8254x控制器實(shí)現(xiàn)以控制器實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)協(xié)議，太網(wǎng)協(xié)議，Atheros AR5006實(shí)現(xiàn)實(shí)

13、現(xiàn)802.11 WiFi協(xié)議，目前網(wǎng)絡(luò)適配器已被綜合進(jìn)協(xié)議，目前網(wǎng)絡(luò)適配器已被綜合進(jìn)主板主板-即即 “LAN在主板在主板”發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)送節(jié)點(diǎn)幀幀接收節(jié)點(diǎn)接收節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)報(bào)數(shù)據(jù)報(bào)幀幀適配器適配器適配器適配器鏈路層協(xié)議鏈路層協(xié)議將數(shù)據(jù)報(bào)封裝在幀中將數(shù)據(jù)報(bào)封裝在幀中增加差錯(cuò)檢測(cè)比特，增加差錯(cuò)檢測(cè)比特，可靠數(shù)據(jù)傳輸，流量控可靠數(shù)據(jù)傳輸，流量控制制, 等等查找差錯(cuò)，可靠數(shù)據(jù)傳輸查找差錯(cuò)，可靠數(shù)據(jù)傳輸，流，流 量控制量控制, 等等提取數(shù)據(jù)報(bào)，傳遞到接收提取數(shù)據(jù)報(bào)，傳遞到接收節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)17EDC= 差錯(cuò)檢測(cè)和糾錯(cuò)比特(冗余) 數(shù)據(jù)由差錯(cuò)校驗(yàn)保護(hù)，可能包括首部字段 差錯(cuò)檢測(cè)不是100%可靠! 協(xié)議可

14、能漏掉某些差錯(cuò)，但是非常少 較大的EDC字段產(chǎn)生更好的檢測(cè)和糾正5.2 差錯(cuò)檢測(cè)技術(shù)數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)18奇偶校驗(yàn)單比特奇偶校驗(yàn):檢測(cè)單個(gè)比特差錯(cuò)檢測(cè)單個(gè)比特差錯(cuò)二維比特奇偶校驗(yàn):檢測(cè)和糾正單個(gè)比特差錯(cuò)檢測(cè)和糾正單個(gè)比特差錯(cuò)00奇偶比特奇偶差錯(cuò)奇偶差錯(cuò)可糾正的單比特差錯(cuò)無差錯(cuò)數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)19互聯(lián)網(wǎng)檢查和發(fā)送方:r將段內(nèi)容作為16比特整數(shù)序列來處理r檢查和: 段內(nèi)容相加(補(bǔ)碼和)r發(fā)送方將檢查和的值放入 UDP 檢查和字段接收方:r計(jì)算接收到段的檢查和r檢查是否計(jì)算的檢查和等于 檢查和字段的值:mNO 檢測(cè)到差錯(cuò)mYES 沒有檢測(cè)到差錯(cuò). 盡管如此，還可能有錯(cuò)。詳情見后.目標(biāo)：檢測(cè)傳輸段中

15、的“差錯(cuò)” (如比特翻轉(zhuǎn)) (注意: 僅用于運(yùn)輸層)數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)20檢查和:循環(huán)冗余碼校驗(yàn)r將數(shù)據(jù)比特D看作一個(gè)二進(jìn)制數(shù)r選擇r+1比特模式(生成式), G r目標(biāo)：選擇r個(gè)CRC 比特R, 使得m 被G整除 (以2為模) m接收方知道G, 用G除以. 如果有非零余數(shù)：檢測(cè)到差錯(cuò)!m能夠檢測(cè)所有小于r+1比特的突發(fā)差錯(cuò)r廣泛用于實(shí)踐中 (ATM, HDCL)比特模式數(shù)學(xué)公式被發(fā)送的數(shù)據(jù)比特?cái)?shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)21第5章 鏈路層r5.1 概述與服務(wù)r5.2 差錯(cuò)檢測(cè)和糾錯(cuò) r5.3多路訪問協(xié)議r5.4 鏈路層編址r5.5 以太網(wǎng)r5.6 集線器和交換機(jī)r5.7 PPPr5.8 鏈路虛擬化:

16、ATM和MPLS數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)22兩類 “鏈路”:r點(diǎn)對(duì)點(diǎn)m用于撥號(hào)接入的PPPm在以太網(wǎng)交換機(jī)和主機(jī)之間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路r廣播 (共享線路或媒體)m傳統(tǒng)的以太網(wǎng)m向上游的HFCm802.11無線LAN5.2 多路訪問協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)23廣播信道要解決問題 傳統(tǒng)的廣播電視：傳統(tǒng)的廣播電視：是單向的廣播，一個(gè)固定的節(jié)點(diǎn)向是單向的廣播，一個(gè)固定的節(jié)點(diǎn)向許多接收節(jié)點(diǎn)發(fā)送。許多接收節(jié)點(diǎn)發(fā)送。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：廣播信道上的節(jié)點(diǎn)都能夠發(fā)送和接收。廣播信道上的節(jié)點(diǎn)都能夠發(fā)送和接收。 好比許多人聚集在一起交談（空氣是廣播媒體）。好比許多人聚集在一起交談（空氣是廣播媒體）。解決解決“誰在什么時(shí)候獲

17、得說話權(quán)力誰在什么時(shí)候獲得說話權(quán)力”( (向信道發(fā)送向信道發(fā)送) )。 多路訪問問題：多路訪問問題：如何如何協(xié)調(diào)多個(gè)發(fā)送和接收節(jié)點(diǎn)對(duì)共享協(xié)調(diào)多個(gè)發(fā)送和接收節(jié)點(diǎn)對(duì)共享廣播信道的訪問廣播信道的訪問。 相關(guān)技術(shù)是相關(guān)技術(shù)是多路訪問協(xié)議多路訪問協(xié)議。數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)24多路訪問協(xié)議r 目的：目的：協(xié)調(diào)多個(gè)節(jié)點(diǎn)在共享廣播信道上的傳輸。協(xié)調(diào)多個(gè)節(jié)點(diǎn)在共享廣播信道上的傳輸。 避免多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)避免多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)使用信道，發(fā)生沖突（碰撞），產(chǎn)使用信道，發(fā)生沖突（碰撞），產(chǎn)生互相干擾。生互相干擾。沖突（沖突（collide）：）：兩個(gè)以上的節(jié)點(diǎn)同時(shí)傳輸幀兩個(gè)以上的節(jié)點(diǎn)同時(shí)傳輸幀，使接收方，使接收方收不到正確的幀（

18、所有沖突的幀都受損丟失）。收不到正確的幀（所有沖突的幀都受損丟失）。 造成廣播信道時(shí)間的浪費(fèi)。造成廣播信道時(shí)間的浪費(fèi)。 多路訪問協(xié)議可用于許多不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，如有線和多路訪問協(xié)議可用于許多不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，如有線和無線局域網(wǎng)、衛(wèi)星網(wǎng)等。如圖無線局域網(wǎng)、衛(wèi)星網(wǎng)等。如圖5-9。數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)25數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)26多路訪問協(xié)議類型（三類）r信道劃分協(xié)議信道劃分協(xié)議m把信道劃分為小把信道劃分為小“片片” (時(shí)隙時(shí)隙)m給節(jié)點(diǎn)分配專用的小給節(jié)點(diǎn)分配專用的小“片片” r隨機(jī)訪問協(xié)議隨機(jī)訪問協(xié)議m不劃分信道，允許沖突不劃分信道，允許沖突m能從沖突中能從沖突中“恢復(fù)恢復(fù)”r輪流協(xié)議輪流協(xié)議m通過輪流訪問

19、信道避免沖突，要發(fā)送的節(jié)點(diǎn)越多輪通過輪流訪問信道避免沖突，要發(fā)送的節(jié)點(diǎn)越多輪流時(shí)間越長(zhǎng)流時(shí)間越長(zhǎng)數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)27多路訪問協(xié)議的理想特性設(shè)廣播信道的速率為設(shè)廣播信道的速率為R b/s只有只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)：時(shí)： 該節(jié)點(diǎn)的吞吐量該節(jié)點(diǎn)的吞吐量為為R b/s有有M個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)：每個(gè)節(jié)點(diǎn)吞吐量為時(shí)：每個(gè)節(jié)點(diǎn)吞吐量為R /M b/s；協(xié)議是協(xié)議是分散的分散的：不會(huì)因?yàn)橹鞴?jié)點(diǎn)故障而癱瘓：不會(huì)因?yàn)橹鞴?jié)點(diǎn)故障而癱瘓協(xié)議是協(xié)議是簡(jiǎn)單的簡(jiǎn)單的：實(shí)現(xiàn)方便、價(jià)格適中。：實(shí)現(xiàn)方便、價(jià)格適中。數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)285.3.1 信道劃分協(xié)議主要有主要有TDM、FDM、CDMA三種

20、。三種。設(shè)信道支持設(shè)信道支持N個(gè)節(jié)點(diǎn)，傳輸速率是個(gè)節(jié)點(diǎn)，傳輸速率是R b/s。r 時(shí)分多路復(fù)用時(shí)分多路復(fù)用 (TDM)： 將時(shí)間劃分為將時(shí)間劃分為時(shí)間幀時(shí)間幀，每個(gè)時(shí)間幀再劃分為，每個(gè)時(shí)間幀再劃分為N個(gè)時(shí)隙個(gè)時(shí)隙（長(zhǎng)度保證發(fā)送一個(gè)分組），分別分配給（長(zhǎng)度保證發(fā)送一個(gè)分組），分別分配給N個(gè)節(jié)點(diǎn)。個(gè)節(jié)點(diǎn)。 每個(gè)節(jié)點(diǎn)只在固定分配的時(shí)隙中傳輸。每個(gè)節(jié)點(diǎn)只在固定分配的時(shí)隙中傳輸。 例：例：6個(gè)站點(diǎn)的個(gè)站點(diǎn)的LAN, 時(shí)隙時(shí)隙1、3、4 有分組有分組, 時(shí)隙時(shí)隙2、5、6 空閑空閑 數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)29TDM特點(diǎn)特點(diǎn)避免沖突、公平：避免沖突、公平：每個(gè)節(jié)點(diǎn)專用速率每個(gè)節(jié)點(diǎn)專用速率R/N b/s。節(jié)點(diǎn)速率

21、有限節(jié)點(diǎn)速率有限：R/N b/s；效率不高：效率不高：節(jié)點(diǎn)必須等待它的傳輸時(shí)隙。節(jié)點(diǎn)必須等待它的傳輸時(shí)隙。數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)30r 頻分多路復(fù)用頻分多路復(fù)用 (FDM)： 將總信道帶寬將總信道帶寬R b/s劃分為劃分為N個(gè)較小信道個(gè)較小信道（頻段，帶寬為（頻段，帶寬為R/N），分別分配給），分別分配給N個(gè)節(jié)點(diǎn)。個(gè)節(jié)點(diǎn)。例：例： 6個(gè)站點(diǎn)的個(gè)站點(diǎn)的LAN, 頻帶頻帶1、3、4 有分組有分組, 頻帶頻帶2、5、6 空空閑閑frequency bandstimeq 特點(diǎn)：特點(diǎn)：與與TDM類似。類似。 避免沖突、公平避免沖突、公平：N個(gè)節(jié)個(gè)節(jié)點(diǎn)公平劃分帶寬；點(diǎn)公平劃分帶寬； 節(jié)點(diǎn)帶寬有限、效率不節(jié)點(diǎn)帶

22、寬有限、效率不高高：節(jié)點(diǎn)帶寬為：節(jié)點(diǎn)帶寬為R/N。數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)31碼分多址CDMA (code division multiple access)q基本思想：基本思想：給每個(gè)節(jié)點(diǎn)分配一個(gè)不同的代碼（給每個(gè)節(jié)點(diǎn)分配一個(gè)不同的代碼（CDMA代碼，碼片代碼，碼片序列）；序列）；每個(gè)節(jié)點(diǎn)用惟一的代碼對(duì)要發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼；每個(gè)節(jié)點(diǎn)用惟一的代碼對(duì)要發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼；不同節(jié)點(diǎn)可以同時(shí)發(fā)送不同節(jié)點(diǎn)可以同時(shí)發(fā)送，并正確到達(dá)接收方（不會(huì)互，并正確到達(dá)接收方（不會(huì)互相干擾）。相干擾）。 最初：用于軍事通信，抗干擾能力強(qiáng)；最初：用于軍事通信，抗干擾能力強(qiáng)； 目前：用于移動(dòng)通信、無線多路訪問信道等。目前：用于

23、移動(dòng)通信、無線多路訪問信道等。數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)325.3.2 隨機(jī)訪問協(xié)議q基本思想：基本思想：發(fā)送節(jié)點(diǎn)以信道全部速率（發(fā)送節(jié)點(diǎn)以信道全部速率（R b/s）發(fā)送；）發(fā)送；發(fā)生沖突時(shí)，沖突的每個(gè)節(jié)點(diǎn)分別等待一個(gè)隨機(jī)時(shí)發(fā)生沖突時(shí)，沖突的每個(gè)節(jié)點(diǎn)分別等待一個(gè)隨機(jī)時(shí)間，再重發(fā)，直到幀間，再重發(fā)，直到幀(分組分組)發(fā)送成功。發(fā)送成功。q典型隨機(jī)訪問協(xié)議：典型隨機(jī)訪問協(xié)議：ALOHA協(xié)議協(xié)議載波監(jiān)聽多路訪問載波監(jiān)聽多路訪問CSMA協(xié)議協(xié)議帶沖突檢測(cè)載波監(jiān)聽多路訪問帶沖突檢測(cè)載波監(jiān)聽多路訪問CSMA/CD數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)33ALOHAq ALOHA：夏威夷大學(xué)研制的一個(gè)無線電廣播通信網(wǎng)夏威夷大學(xué)研制的一

24、個(gè)無線電廣播通信網(wǎng)（20世紀(jì)世紀(jì)70年代初）。年代初）。 采用采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使地理上分散的用戶通過無線，使地理上分散的用戶通過無線電來使用中心主機(jī)。電來使用中心主機(jī)。 中心主機(jī)通過下行信道向二級(jí)主機(jī)廣播分組；中心主機(jī)通過下行信道向二級(jí)主機(jī)廣播分組； 二級(jí)主機(jī)通過上行信道向中心主機(jī)發(fā)送分組（可能會(huì)二級(jí)主機(jī)通過上行信道向中心主機(jī)發(fā)送分組（可能會(huì)沖突，無線電信道是一個(gè)公用信道）。沖突，無線電信道是一個(gè)公用信道）。r 有若干種形式：有若干種形式： 時(shí)隙時(shí)隙ALOHA 純純ALOHA中心數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)341、時(shí)隙ALOHA假設(shè)：假設(shè)：所有的所有的幀長(zhǎng)幀長(zhǎng)L 比特比特；時(shí)間被時(shí)間被劃分

25、為若干等長(zhǎng)的時(shí)隙劃分為若干等長(zhǎng)的時(shí)隙（長(zhǎng)度為一幀的傳輸時(shí)（長(zhǎng)度為一幀的傳輸時(shí)間間L/R s）；）；節(jié)點(diǎn)只節(jié)點(diǎn)只在時(shí)隙的開始點(diǎn)傳輸幀在時(shí)隙的開始點(diǎn)傳輸幀；所有所有節(jié)點(diǎn)同步傳輸節(jié)點(diǎn)同步傳輸，知道時(shí)隙什么時(shí)候開始；，知道時(shí)隙什么時(shí)候開始；如果一個(gè)時(shí)隙有如果一個(gè)時(shí)隙有多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)傳送多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)傳送，所有節(jié)點(diǎn)都，所有節(jié)點(diǎn)都能檢能檢測(cè)到?jīng)_突測(cè)到?jīng)_突數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)35時(shí)隙ALOHA操作過程：當(dāng)節(jié)點(diǎn)有新的幀要發(fā)送，需等到下一個(gè)時(shí)隙開始，才當(dāng)節(jié)點(diǎn)有新的幀要發(fā)送，需等到下一個(gè)時(shí)隙開始，才傳輸整個(gè)幀。傳輸整個(gè)幀。無沖突：無沖突：節(jié)點(diǎn)成功傳輸幀。節(jié)點(diǎn)成功傳輸幀。有沖突：有沖突：節(jié)點(diǎn)檢測(cè)到?jīng)_突后，以概率節(jié)點(diǎn)檢測(cè)到

26、沖突后，以概率p在后續(xù)的每一個(gè)在后續(xù)的每一個(gè)時(shí)隙重傳該幀，直到成功。時(shí)隙重傳該幀，直到成功。重傳數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)36r特點(diǎn)：特點(diǎn)：當(dāng)只有一個(gè)當(dāng)只有一個(gè)活動(dòng)節(jié)點(diǎn)活動(dòng)節(jié)點(diǎn)（有幀要發(fā)送）（有幀要發(fā)送） 時(shí)，以全速時(shí)，以全速R連連續(xù)傳輸。續(xù)傳輸。分散的分散的：每個(gè)節(jié)點(diǎn)檢測(cè)沖突并獨(dú)立決定何時(shí)重傳；每個(gè)節(jié)點(diǎn)檢測(cè)沖突并獨(dú)立決定何時(shí)重傳；發(fā)送控制簡(jiǎn)單；發(fā)送控制簡(jiǎn)單；有有多個(gè)活動(dòng)節(jié)點(diǎn)時(shí)效率低多個(gè)活動(dòng)節(jié)點(diǎn)時(shí)效率低。數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)37效率(efficiency)： 當(dāng)有許多活動(dòng)節(jié)點(diǎn)時(shí)，在發(fā)送的許多幀中，成功當(dāng)有許多活動(dòng)節(jié)點(diǎn)時(shí)，在發(fā)送的許多幀中，成功時(shí)隙的份額。時(shí)隙的份額。 最低效率：沒有任何訪問控制，每個(gè)節(jié)點(diǎn)

27、都在沖最低效率：沒有任何訪問控制，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都在沖突之后立即重傳，效率為零。突之后立即重傳，效率為零。數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)38效率計(jì)算r有三種可能時(shí)隙：有三種可能時(shí)隙：沖突時(shí)隙沖突時(shí)隙C：出現(xiàn)幀沖突，被出現(xiàn)幀沖突，被“浪費(fèi)浪費(fèi)”?？臻e時(shí)隙空閑時(shí)隙E：所有活動(dòng)節(jié)點(diǎn)停止傳輸，被所有活動(dòng)節(jié)點(diǎn)停止傳輸，被“浪費(fèi)浪費(fèi)”。成功時(shí)隙成功時(shí)隙S：只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)在傳輸?shù)臅r(shí)隙。只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)在傳輸?shù)臅r(shí)隙。數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)39效率計(jì)算r假設(shè)：假設(shè)：有有N個(gè)節(jié)點(diǎn)；個(gè)節(jié)點(diǎn)；每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有一幀（新幀或重傳幀）要發(fā)送，試圖在每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有一幀（新幀或重傳幀）要發(fā)送，試圖在每個(gè)時(shí)隙以每個(gè)時(shí)隙以概率概率p傳輸。傳輸。r成功時(shí)隙的概率：成

28、功時(shí)隙的概率：只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳輸而其他只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳輸而其他N-1個(gè)節(jié)點(diǎn)個(gè)節(jié)點(diǎn)不傳輸?shù)母怕什粋鬏數(shù)母怕省Ｈ粢粋€(gè)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)母怕适侨粢粋€(gè)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)母怕适莗，剩余的節(jié)點(diǎn)不傳輸?shù)母怕?，剩余的?jié)點(diǎn)不傳輸?shù)母怕适鞘?1-p)N-1。 一個(gè)給定的節(jié)點(diǎn)成功傳送的概率是一個(gè)給定的節(jié)點(diǎn)成功傳送的概率是 p(1-p)N-1數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)40時(shí)隙ALOHA的效率：N個(gè)節(jié)點(diǎn)中，任意節(jié)點(diǎn)成功傳送的概率：個(gè)節(jié)點(diǎn)中，任意節(jié)點(diǎn)成功傳送的概率： N p(1-p)N-1取極限后，取極限后，最大效率為：最大效率為：1/e = 0.37。 即當(dāng)許多節(jié)點(diǎn)都有很多幀要傳輸時(shí)，最多只即當(dāng)許多節(jié)點(diǎn)都有很多幀要傳輸時(shí)，最多只有有37%的時(shí)隙在

29、成功傳輸?shù)臅r(shí)隙在成功傳輸， 信道有效的傳輸信道有效的傳輸速率是速率是0.37R b/s。數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)412、純ALOHAALOHA的最初形式。是一個(gè)的最初形式。是一個(gè)非時(shí)隙、完全分散非時(shí)隙、完全分散的協(xié)議。的協(xié)議。q工作過程：工作過程：節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)有幀要發(fā)，就立即傳輸有幀要發(fā)，就立即傳輸。如果與其他幀產(chǎn)生沖突，在該沖突幀傳完之后如果與其他幀產(chǎn)生沖突，在該沖突幀傳完之后 以以概率概率p立即重傳該幀；立即重傳該幀； 或等待一個(gè)幀的傳輸時(shí)間，再以或等待一個(gè)幀的傳輸時(shí)間，再以概率概率p傳輸該幀，或傳輸該幀，或者以者以概率概率1-p等待另一個(gè)幀的時(shí)間。等待另一個(gè)幀的時(shí)間。數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)42純ALO

30、HA最大效率：r假設(shè)：假設(shè)：幀傳輸時(shí)間為一個(gè)時(shí)間單元。幀傳輸時(shí)間為一個(gè)時(shí)間單元。任何給定時(shí)間，一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳輸一幀的概率是任何給定時(shí)間，一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳輸一幀的概率是p。節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)i在時(shí)間在時(shí)間t0開始傳輸幀，如圖開始傳輸幀，如圖5-12所示。所示。r結(jié)果：結(jié)果：在在t0發(fā)送的幀會(huì)和在發(fā)送的幀會(huì)和在 t0-1,t0+1的發(fā)送的其它幀的發(fā)送的其它幀沖突沖突與與i幀開始部分重疊幀開始部分重疊與與i幀結(jié)束部分重疊幀結(jié)束部分重疊數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)43r保證幀成功傳輸：保證幀成功傳輸：在時(shí)間間隔在時(shí)間間隔t0 -1，t0中，不能有其他節(jié)點(diǎn)開始傳輸。中，不能有其他節(jié)點(diǎn)開始傳輸。 其他節(jié)點(diǎn)沒有開始傳輸?shù)母怕适瞧渌?jié)點(diǎn)沒

31、有開始傳輸?shù)母怕适?1-p)N-1當(dāng)節(jié)點(diǎn)當(dāng)節(jié)點(diǎn)i傳輸時(shí)，在時(shí)間間隔傳輸時(shí)，在時(shí)間間隔t0 ，t0+1中，其他節(jié)點(diǎn)不中，其他節(jié)點(diǎn)不能開始傳輸。能開始傳輸。 其他節(jié)點(diǎn)沒有開始傳輸?shù)母怕适瞧渌?jié)點(diǎn)沒有開始傳輸?shù)母怕适?1-p)N-1。數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)44純ALOHA效率P(給定節(jié)點(diǎn)成功傳送給定節(jié)點(diǎn)成功傳送) = P(節(jié)點(diǎn)傳送節(jié)點(diǎn)傳送) P(沒有其他節(jié)點(diǎn)在沒有其他節(jié)點(diǎn)在t0-1,t0內(nèi)傳送內(nèi)傳送) P(沒有其他節(jié)點(diǎn)在沒有其他節(jié)點(diǎn)在t0,t0 +1內(nèi)傳送內(nèi)傳送) = p . (1-p)N-1 . (1-p)N-1 = p . (1-p)2(N-1) 取極限為取極限為 1/(2e) = 0.18。 只有

32、時(shí)隙只有時(shí)隙ALOHA協(xié)議的一半。協(xié)議的一半。數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)453、CSMA（載波偵聽多路訪問）增加兩個(gè)規(guī)則。增加兩個(gè)規(guī)則。r載波偵聽載波偵聽CS：某個(gè)節(jié)點(diǎn)在發(fā)送之前，先監(jiān)聽信道某個(gè)節(jié)點(diǎn)在發(fā)送之前，先監(jiān)聽信道。信道忙：信道忙：有其他節(jié)點(diǎn)正往信道發(fā)送幀，該節(jié)點(diǎn)有其他節(jié)點(diǎn)正往信道發(fā)送幀，該節(jié)點(diǎn)隨機(jī)等待隨機(jī)等待（回退）一段時(shí)間（回退）一段時(shí)間，然后再偵聽信道。，然后再偵聽信道。信道空：信道空：該節(jié)點(diǎn)該節(jié)點(diǎn)開始傳輸幀開始傳輸幀。r沖突檢測(cè)沖突檢測(cè) CD ：邊發(fā)送邊監(jiān)聽邊發(fā)送邊監(jiān)聽，即節(jié)點(diǎn)在傳輸同時(shí)偵聽，即節(jié)點(diǎn)在傳輸同時(shí)偵聽信道。信道。 如果檢測(cè)到有其他節(jié)點(diǎn)正在傳輸幀，如果檢測(cè)到有其他節(jié)點(diǎn)正在傳輸幀

33、，發(fā)生沖突，立發(fā)生沖突，立即停止傳輸即停止傳輸，并用某種方法來決定何時(shí)再重新傳輸。，并用某種方法來決定何時(shí)再重新傳輸。r人類類比人類類比: : 不要打斷他人說話不要打斷他人說話! !數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)46兩種相應(yīng)的協(xié)議：載波偵聽多路訪問載波偵聽多路訪問CSMA（carrier sense multiple access）帶沖突檢測(cè)的載波偵聽多路訪問帶沖突檢測(cè)的載波偵聽多路訪問CSMA/CD(CSMA with collision detection)數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)47CS MA： 只增加只增加“載波偵聽載波偵聽”規(guī)則。也叫規(guī)則。也叫“先聽后先聽后講講”LBT（listen before t

34、alk）。）。r基本原理：基本原理： 傳送前偵聽傳送前偵聽信道閑：信道閑：傳送整個(gè)幀傳送整個(gè)幀信道忙：信道忙：延遲傳送延遲傳送r特點(diǎn)：特點(diǎn)：發(fā)前監(jiān)聽，可發(fā)前監(jiān)聽，可減少?zèng)_突減少?zèng)_突。由于傳播時(shí)延的存在，仍有由于傳播時(shí)延的存在，仍有可能出現(xiàn)沖突，并造成信可能出現(xiàn)沖突，并造成信道浪費(fèi)道浪費(fèi)。數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)48例r 一個(gè)廣播總線連接一個(gè)廣播總線連接4個(gè)個(gè)節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)(A、B、C、D)傳輸傳輸?shù)臅r(shí)空?qǐng)D。的時(shí)空?qǐng)D。節(jié)點(diǎn)的空間分布節(jié)點(diǎn)的空間分布 數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)49時(shí)間時(shí)間t0：節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)B偵聽到信道偵聽到信道空，開始傳輸幀，沿著媒體空，開始傳輸幀，沿著媒體傳播比特。傳播比特。時(shí)間時(shí)間t1（t1 t0）：

35、）：節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)D有有幀要發(fā)送。幀要發(fā)送。B的傳輸信號(hào)未的傳輸信號(hào)未到到D，D檢測(cè)到信道空檢測(cè)到信道空，開，開始傳輸。始傳輸。 很快，很快，B的傳輸開始在的傳輸開始在D節(jié)點(diǎn)干擾節(jié)點(diǎn)干擾D的傳輸?shù)膫鬏敚_突）（沖突）q端到端信道傳播時(shí)延端到端信道傳播時(shí)延：信號(hào)信號(hào)從一個(gè)節(jié)點(diǎn)到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)所從一個(gè)節(jié)點(diǎn)到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)所花費(fèi)的傳播時(shí)間?；ㄙM(fèi)的傳播時(shí)間。 傳播時(shí)延越長(zhǎng)，節(jié)點(diǎn)不傳播時(shí)延越長(zhǎng)，節(jié)點(diǎn)不能偵聽到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)已經(jīng)開能偵聽到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)已經(jīng)開始傳輸?shù)目赡苄栽酱?。始傳輸?shù)目赡苄栽酱?。?shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)50帶來問題：信道浪費(fèi)節(jié)點(diǎn)沒有進(jìn)行沖突檢節(jié)點(diǎn)沒有進(jìn)行沖突檢測(cè)測(cè)，既使發(fā)生了沖突，節(jié)點(diǎn)，既使發(fā)生了沖突，節(jié)點(diǎn)仍繼續(xù)傳

36、輸它們的幀。仍繼續(xù)傳輸它們的幀。但但該幀已經(jīng)被破壞、是該幀已經(jīng)被破壞、是無用的幀，信道傳輸時(shí)間被無用的幀，信道傳輸時(shí)間被浪費(fèi)。浪費(fèi)。注意：注意：距離與傳播時(shí)延對(duì)碰撞距離與傳播時(shí)延對(duì)碰撞概率的影響。概率的影響。數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)51帶沖突檢測(cè)的CSMA(CSMA/CD)： 增加增加“載波偵聽載波偵聽”和和“沖突檢測(cè)沖突檢測(cè)”兩個(gè)規(guī)則。兩個(gè)規(guī)則?！斑呥呎f邊聽說邊聽”LWT（listen while talk）。r 基本原理：基本原理： 傳送前偵聽傳送前偵聽信道忙：信道忙：延遲傳送延遲傳送 信道閑：信道閑：傳送整個(gè)幀傳送整個(gè)幀發(fā)送同時(shí)進(jìn)行發(fā)送同時(shí)進(jìn)行沖突檢測(cè)：沖突檢測(cè)：一旦檢測(cè)到?jīng)_突就立即停止一旦檢

37、測(cè)到?jīng)_突就立即停止傳輸，傳輸， 盡快重發(fā)。盡快重發(fā)。r目的：目的：縮短無效傳送時(shí)間，縮短無效傳送時(shí)間，提高信道的利用率提高信道的利用率。數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)52例 兩個(gè)節(jié)點(diǎn)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)B、D在檢測(cè)到?jīng)_突之后很短的時(shí)間內(nèi)都放棄在檢測(cè)到?jīng)_突之后很短的時(shí)間內(nèi)都放棄傳輸。傳輸。以太網(wǎng)即采用以太網(wǎng)即采用CSMA/CD協(xié)議。協(xié)議。檢測(cè)到?jīng)_突檢測(cè)到?jīng)_突放棄傳輸放棄傳輸數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)535.3.3 輪流協(xié)議r多路訪問協(xié)議理想特性：多路訪問協(xié)議理想特性：只有只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)一個(gè)節(jié)點(diǎn)活動(dòng)時(shí)，吞吐量活動(dòng)時(shí)，吞吐量R b/ s；有有M個(gè)節(jié)點(diǎn)個(gè)節(jié)點(diǎn)活動(dòng)時(shí)，吞吐量活動(dòng)時(shí)，吞吐量R/M b/ s。 ALOHA和和CSMA協(xié)議有第

38、一個(gè)特性，但沒有第二協(xié)議有第一個(gè)特性，但沒有第二個(gè)特性。個(gè)特性。1、輪詢協(xié)議、輪詢協(xié)議2、令牌傳遞協(xié)議、令牌傳遞協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)541、輪詢協(xié)議 (polling protocol)r指定一個(gè)主節(jié)點(diǎn)，以循環(huán)的方式輪詢每個(gè)節(jié)點(diǎn)指定一個(gè)主節(jié)點(diǎn)，以循環(huán)的方式輪詢每個(gè)節(jié)點(diǎn)。并告。并告訴節(jié)點(diǎn)能夠傳輸?shù)淖畲髱瑪?shù)。訴節(jié)點(diǎn)能夠傳輸?shù)淖畲髱瑪?shù)。r輪詢順序：輪詢順序： 1 2 n 主節(jié)點(diǎn)通過觀察信道上是否有信號(hào)來判斷節(jié)點(diǎn)何時(shí)主節(jié)點(diǎn)通過觀察信道上是否有信號(hào)來判斷節(jié)點(diǎn)何時(shí)完成了幀的發(fā)送，再詢問下一節(jié)點(diǎn)。完成了幀的發(fā)送，再詢問下一節(jié)點(diǎn)。數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)幀主節(jié)點(diǎn)主節(jié)點(diǎn)12n輪詢幀輪詢幀數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)55特點(diǎn)：消除沖突

39、和空時(shí)隙消除沖突和空時(shí)隙，效率高。，效率高。有輪詢時(shí)延有輪詢時(shí)延：活動(dòng)節(jié)點(diǎn)不能立即傳輸幀，等待被輪詢；：活動(dòng)節(jié)點(diǎn)不能立即傳輸幀，等待被輪詢；如果主節(jié)點(diǎn)失效，整個(gè)信道都不能用。如果主節(jié)點(diǎn)失效，整個(gè)信道都不能用。數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)562、令牌傳遞協(xié)議 (token-passing protocol)沒有主節(jié)點(diǎn)。沒有主節(jié)點(diǎn)。設(shè)置一個(gè)設(shè)置一個(gè)令牌令牌(token，小的專用幀，小的專用幀)；令牌令牌以固定順序循環(huán)傳遞以固定順序循環(huán)傳遞，給節(jié)點(diǎn)傳輸機(jī)會(huì)。，給節(jié)點(diǎn)傳輸機(jī)會(huì)。 如：如：1 2 n節(jié)點(diǎn)收到令牌：節(jié)點(diǎn)收到令牌： 有幀要發(fā)送，傳輸，有幀要發(fā)送，傳輸，傳完后將令牌轉(zhuǎn)發(fā)傳完后將令牌轉(zhuǎn)發(fā)到下一節(jié)點(diǎn)；到下一

40、節(jié)點(diǎn)； 否則，否則，直接將令牌轉(zhuǎn)發(fā)直接將令牌轉(zhuǎn)發(fā)到下一節(jié)點(diǎn)。到下一節(jié)點(diǎn)。數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)57特點(diǎn)：令牌傳遞是令牌傳遞是分散的，效率高分散的，效率高。一個(gè)節(jié)點(diǎn)的失效會(huì)使整個(gè)信道崩潰。一個(gè)節(jié)點(diǎn)的失效會(huì)使整個(gè)信道崩潰。一個(gè)節(jié)點(diǎn)忘記釋放令牌，必須恢復(fù)令牌到環(huán)中。一個(gè)節(jié)點(diǎn)忘記釋放令牌，必須恢復(fù)令牌到環(huán)中。 相應(yīng)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)：相應(yīng)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)：IEEE802.5 令牌環(huán)。令牌環(huán)。數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)585.3.4 局域網(wǎng) (LAN)qLAN：是一個(gè)是一個(gè)地理范圍小地理范圍小的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)分支。一個(gè)分支。q特點(diǎn)：特點(diǎn)： q地理地理范圍小范圍?。簬坠?。如一棟樓，一所大學(xué)。：

41、幾公里。如一棟樓，一所大學(xué)。使用使用多路訪問協(xié)議多路訪問協(xié)議：如：如CSMA/CD。數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)傳輸速率傳輸速率R高高：10Mb/s、100Mb/s、1Gb/s、10 G b/s單位擁有。單位擁有。數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)59局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)： 數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)60應(yīng)用：范圍廣。范圍廣。r典型應(yīng)用：典型應(yīng)用：?jiǎn)挝挥脩魡挝挥脩敉ㄟ^通過LAN接入因特網(wǎng)。接入因特網(wǎng)。 用戶主機(jī)用戶主機(jī)先組成先組成LAN，LAN通過路由器通過路由器接入因特網(wǎng)。接入因特網(wǎng)。數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)61局域網(wǎng)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)：IEEE802標(biāo)準(zhǔn)系列。標(biāo)準(zhǔn)系列。qIEEE802委員會(huì)：委員會(huì)：美國(guó)電氣和電子工程師協(xié)會(huì)在美國(guó)電氣和電子工程師協(xié)會(huì)在1

42、980年年2月成立的一個(gè)分委員會(huì)，專門制訂局域網(wǎng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)月成立的一個(gè)分委員會(huì)，專門制訂局域網(wǎng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) q典型標(biāo)準(zhǔn)：典型標(biāo)準(zhǔn)：IEEE 802.3：CSMA/CD以太網(wǎng)以太網(wǎng)。IEEE 802.4：令牌總線網(wǎng)。：令牌總線網(wǎng)。IEEE 802.5：令牌環(huán)形網(wǎng)。：令牌環(huán)形網(wǎng)。IEEE 802.11：無線局域網(wǎng)。：無線局域網(wǎng)。IEEE 802.12：新型高速局域網(wǎng)：新型高速局域網(wǎng)(100Mb/s)。數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)62兩種典型LAN技術(shù)：隨機(jī)訪問技術(shù)：隨機(jī)訪問技術(shù)：以太網(wǎng)以太網(wǎng)LAN（802.3 LAN）。）。令牌傳遞技術(shù)：令牌傳遞技術(shù)： 令牌環(huán)（令牌環(huán)（token ring，IEEE802.5

43、） FDDI（光纖式分布數(shù)據(jù)接口）。（光纖式分布數(shù)據(jù)接口）。 數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)63令牌環(huán) N個(gè)節(jié)點(diǎn)個(gè)節(jié)點(diǎn)(主機(jī)和路由器主機(jī)和路由器)通過直接鏈路連接成一個(gè)環(huán)。通過直接鏈路連接成一個(gè)環(huán)。r工作過程：工作過程：令牌沿環(huán)路順序傳遞令牌沿環(huán)路順序傳遞。一個(gè)節(jié)點(diǎn)有幀要發(fā)，一個(gè)節(jié)點(diǎn)有幀要發(fā)，等待等待“令牌令牌”到達(dá)；到達(dá)；得到令牌，發(fā)送一個(gè)幀，沿著整個(gè)環(huán)傳播；得到令牌，發(fā)送一個(gè)幀，沿著整個(gè)環(huán)傳播；到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)，將其到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)，將其接收（復(fù)制），作標(biāo)記接收（復(fù)制），作標(biāo)記，繼續(xù)傳，繼續(xù)傳幀沿環(huán)路循環(huán)一周返回源點(diǎn)幀沿環(huán)路循環(huán)一周返回源點(diǎn)，檢查標(biāo)記傳輸是否成功，檢查標(biāo)記傳輸是否成功 不成功：不成功：重發(fā)該幀

44、；重發(fā)該幀； 成功：成功：將其從環(huán)中將其從環(huán)中移走（刪除），移走（刪除）， 并并傳遞傳遞“令牌令牌”。發(fā)送發(fā)送接收接收數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)64光線分布數(shù)據(jù)接口 FDDI： 用于地理范圍更大的用于地理范圍更大的LAN，如城域網(wǎng)，如城域網(wǎng)MAN 。 由由目的節(jié)點(diǎn)將收到的幀從環(huán)中移走目的節(jié)點(diǎn)將收到的幀從環(huán)中移走。 FDDI不是純粹的廣播信道，每個(gè)節(jié)點(diǎn)并不接收每個(gè)不是純粹的廣播信道，每個(gè)節(jié)點(diǎn)并不接收每個(gè)傳輸?shù)膸?。傳輸?shù)膸?shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)65Q:Q:為什么網(wǎng)絡(luò)層和鏈路層都需要地址呢？為什么網(wǎng)絡(luò)層和鏈路層都需要地址呢？首先應(yīng)該清楚并不是節(jié)點(diǎn)（主機(jī)或路由器）具首先應(yīng)該清楚并不是節(jié)點(diǎn)（主機(jī)或路由器）具有有M

45、ACMAC地址，而是節(jié)點(diǎn)的適配器具有鏈路層地地址，而是節(jié)點(diǎn)的適配器具有鏈路層地址，我們把址，我們把LANLAN地址叫做地址叫做物理地址物理地址或或MACMAC地址地址以太網(wǎng)和以太網(wǎng)和802.11無線無線LAN的的MAC地址長(zhǎng)地址長(zhǎng)6字節(jié)，字節(jié)，共有共有248個(gè)可能的個(gè)可能的LAN地址，通常用十六進(jìn)制地址，通常用十六進(jìn)制表示，每個(gè)字節(jié)表示為一對(duì)十六進(jìn)制數(shù)；表示，每個(gè)字節(jié)表示為一對(duì)十六進(jìn)制數(shù)；盡管盡管MAC地址被設(shè)計(jì)為永久的，但現(xiàn)在用軟件地址被設(shè)計(jì)為永久的，但現(xiàn)在用軟件是可以修改的；是可以修改的；5.4 鏈路層編址數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)66MAC地址的一個(gè)有趣性質(zhì)是全球每家廠商生產(chǎn)的適配器都不會(huì)具有相

46、地址的一個(gè)有趣性質(zhì)是全球每家廠商生產(chǎn)的適配器都不會(huì)具有相同地址，原因是同地址，原因是IEEE在管理在管理MAC地址空間；地址空間；廣播地址：廣播地址：FF-FF-FF-FF-FF-FF。5.4.1 MAC地址1A-2F-BB-76-09-AD71-65-F7-2B-08-53字節(jié)向向IEEE購(gòu)買購(gòu)買廠家自行分配廠家自行分配123456數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)67MAC地址識(shí)別： 廣播信道廣播信道LAN中，一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的幀，在信道上廣中，一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的幀，在信道上廣播傳輸，其他節(jié)點(diǎn)都可能收到該幀。播傳輸，其他節(jié)點(diǎn)都可能收到該幀。 大多數(shù)情況，一個(gè)節(jié)點(diǎn)只向某個(gè)特定的節(jié)點(diǎn)發(fā)送。大多數(shù)情況，一個(gè)節(jié)點(diǎn)只向某個(gè)

47、特定的節(jié)點(diǎn)發(fā)送。由由“網(wǎng)卡網(wǎng)卡”負(fù)責(zé)負(fù)責(zé)MAC 地址的封裝和識(shí)別。地址的封裝和識(shí)別。r發(fā)送適配器：發(fā)送適配器：將目的將目的MAC地址封裝到幀中，并發(fā)送。地址封裝到幀中，并發(fā)送。 所有其他適配器都會(huì)收到這個(gè)幀。所有其他適配器都會(huì)收到這個(gè)幀。q 接收適配器：接收適配器：檢查幀的目的檢查幀的目的MAC地址是否與自己地址是否與自己MAC地址相匹配：地址相匹配： 匹配：匹配：接收該幀，取出數(shù)據(jù)報(bào)，并傳遞給上層。接收該幀，取出數(shù)據(jù)報(bào)，并傳遞給上層。 不匹配：不匹配：丟棄該幀。丟棄該幀。數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)68r應(yīng)用層有主機(jī)名、網(wǎng)絡(luò)層有應(yīng)用層有主機(jī)名、網(wǎng)絡(luò)層有IP地址和鏈路層有地址和鏈路層有MAC地址，所以需

48、地址，所以需要它們之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，對(duì)于因特網(wǎng)而言，這是地址解析協(xié)議要它們之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，對(duì)于因特網(wǎng)而言，這是地址解析協(xié)議（ARP）；）；r為了理解為了理解ARP之類的協(xié)議我們看下面的這個(gè)例子：之類的協(xié)議我們看下面的這個(gè)例子：5.4.2 地址解析協(xié)議1A-2F-BB-76-09-AD58-23-D7-FA-20-B00C-C4-11-6F-E3-98 LAN237.196.7.23237.196.7.78237.196.7.14237.196.7.8871-65-F7-2B-08-53ABr那么源主機(jī)是怎么獲得目的主機(jī)的那么源主機(jī)是怎么獲得目的主機(jī)的MAC地址？地址？ ARP數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)69地

49、址之間的轉(zhuǎn)換地址之間的轉(zhuǎn)換通信時(shí)，需要進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換：通信時(shí)，需要進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換： 主機(jī)名主機(jī)名 IP地址地址 MAC地址地址DNS域名系統(tǒng)：域名系統(tǒng)：將將主機(jī)名解析到主機(jī)名解析到IP地址地址。 DNS為在因特網(wǎng)中任何地方的主機(jī)解析主機(jī)名。為在因特網(wǎng)中任何地方的主機(jī)解析主機(jī)名。ARP地址解析協(xié)議：地址解析協(xié)議：將將IP地址解析到地址解析到MAC地址地址。 ARP只為在同一個(gè)只為在同一個(gè)LAN上的節(jié)點(diǎn)解析上的節(jié)點(diǎn)解析IP地址。地址。數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)70地址轉(zhuǎn)換問題r兩臺(tái)機(jī)器A和B,它們IP地址分別是IA、 IB ，物理地址分別是PA和PBr高層程序僅希望與IP地址交往，而實(shí)際通信必須使用物理地址I

50、P4IAPAHA4HA3HA2HA5PBIP5ABIP2R1R2以太網(wǎng) 2以太網(wǎng) 1FDDI 網(wǎng)IP 層上的互聯(lián)網(wǎng)IP 數(shù)據(jù)報(bào)MAC 幀IBIP3IP1IP6IP1IP6IP1IP6MAC 幀MAC 幀數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)71ARP: 地址解析協(xié)議rLAN上的每個(gè)IP節(jié)點(diǎn)(主機(jī)、路由器)都有ARP表rARP表: 對(duì)LAN節(jié)點(diǎn)的IP/MAC地址映射 m TTL (壽命): 地址映射將被忘記的時(shí)間長(zhǎng)度(通常20分鐘)問題: 已知B的IP地址怎樣決定B的MAC地址?1A-2F-BB-76-09-AD58-23-D7-FA-20-B00C-C4-11-6F-E3-9871-65-F7-2B-08-53

51、LAN237.196.7.23237.196.7.78237.196.7.14237.196.7.88數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)72ARP協(xié)議: 相同的LAN (網(wǎng)絡(luò))rA要向B發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào), 并且B的MAC地址不在A的ARP表中.rA廣播ARP 請(qǐng)求分組, 包含B的IP地址 m目的地MAC地址 = FF-FF-FF-FF-FF-FFm在 LAN上的所有機(jī)器接收ARP請(qǐng)求rB接收ARP分組，用它的MAC地址回答 Am幀發(fā)送到A的MAC地址 (單播)rA在它的ARP表中緩存(保存) IP到MAC的地址對(duì)，直到信息變得超時(shí)rARP是“即插即用”:m節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建它們的ARP表無需網(wǎng)絡(luò)管理員干預(yù)數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)7

52、3選路到另一個(gè)LAN目的: 從A到B經(jīng)R發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào) 假定A知道B的IP地址r在路由器R中有兩個(gè)ARP表, 每張表對(duì)應(yīng)一個(gè)IP網(wǎng)絡(luò) (LAN)ARB數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)74rA生成具有源A、目的地B的數(shù)據(jù)報(bào)rA使用ARP從111.111.111.110得到R的MAC地址 rA生成以R的MAC地址作為目的地的鏈路層幀,幀包含A-to-B IP 數(shù)據(jù)報(bào)rA的適配器發(fā)送幀rB的適配器接收幀rR從以太網(wǎng)幀取出IP數(shù)據(jù)報(bào)，看到它目的地是BrR使用ARP得到B的MAC地址rR生成包含A-to-B IP數(shù)據(jù)報(bào)的幀向B發(fā)送ARB數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)75以太網(wǎng)幾乎完全占領(lǐng)著現(xiàn)有的有線局域網(wǎng)市場(chǎng)。在以太網(wǎng)幾乎完全占領(lǐng)著

53、現(xiàn)有的有線局域網(wǎng)市場(chǎng)。在2020世世紀(jì)紀(jì)8080年代末和年代末和9090年代早期，以太網(wǎng)面臨著來自其他年代早期，以太網(wǎng)面臨著來自其他LANLAN技術(shù)包括令牌環(huán)、技術(shù)包括令牌環(huán)、FDDIFDDI和和ATMATM的挑戰(zhàn)，這些技術(shù)的挑戰(zhàn)，這些技術(shù)也成功的抓住了部分也成功的抓住了部分LANLAN市場(chǎng)份額。市場(chǎng)份額。但是自但是自2020世紀(jì)世紀(jì)7070年代以來以太網(wǎng)不斷地更新技術(shù)，始年代以來以太網(wǎng)不斷地更新技術(shù)，始終保持了終保持了LANLAN的支配地位，成為迄今為止最流行的有線的支配地位，成為迄今為止最流行的有線局域網(wǎng)技術(shù)；局域網(wǎng)技術(shù)；以太網(wǎng)成功的因素很多，可以總結(jié)為：高速以太網(wǎng)成功的因素很多，可以總結(jié)

54、為：高速LANLAN、便捷、便捷（相對(duì)于令牌環(huán)、（相對(duì)于令牌環(huán)、FDDIFDDI等）、設(shè)備便宜；等）、設(shè)備便宜；2121世紀(jì)前期以太網(wǎng)經(jīng)歷了一次變革，位于網(wǎng)絡(luò)中心的集世紀(jì)前期以太網(wǎng)經(jīng)歷了一次變革，位于網(wǎng)絡(luò)中心的集線器被交換機(jī)所取代；線器被交換機(jī)所取代；5.5 以太網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)76通過研究通過研究以太網(wǎng)的幀，我們能夠?qū)W習(xí)很多以太網(wǎng)的知識(shí)。以太網(wǎng)的幀，我們能夠?qū)W習(xí)很多以太網(wǎng)的知識(shí)。為了將對(duì)以太網(wǎng)幀的討論放到切實(shí)可行的環(huán)境中，考慮從為了將對(duì)以太網(wǎng)幀的討論放到切實(shí)可行的環(huán)境中，考慮從一臺(tái)主機(jī)向另外一臺(tái)主機(jī)發(fā)送一個(gè)一臺(tái)主機(jī)向另外一臺(tái)主機(jī)發(fā)送一個(gè)IPIP數(shù)據(jù)報(bào)，且這兩臺(tái)主數(shù)據(jù)報(bào)，且這兩臺(tái)主機(jī)在相同

55、的以太網(wǎng)機(jī)在相同的以太網(wǎng)LANLAN上。上。假設(shè)發(fā)送適配器的假設(shè)發(fā)送適配器的MACMAC地址是地址是AA-AA-AA-AA-AA-AAAA-AA-AA-AA-AA-AA，接，接受適配器的受適配器的MACMAC地址為地址為BB-BB-BB-BB-BB-BBBB-BB-BB-BB-BB-BB，發(fā)送適，發(fā)送適配器在一個(gè)以太網(wǎng)幀中封裝一個(gè)配器在一個(gè)以太網(wǎng)幀中封裝一個(gè)IPIP數(shù)據(jù)報(bào)，并把該幀傳遞數(shù)據(jù)報(bào)，并把該幀傳遞到物理層。接受適配器從物理層接收到這個(gè)幀，提取到物理層。接受適配器從物理層接收到這個(gè)幀，提取IPIP數(shù)數(shù)據(jù)報(bào)，并傳遞給網(wǎng)絡(luò)層；據(jù)報(bào)，并傳遞給網(wǎng)絡(luò)層；現(xiàn)在我們來看一下以太網(wǎng)幀的現(xiàn)在我們來看一下以

56、太網(wǎng)幀的6 6個(gè)字段；個(gè)字段；5.5.1 以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)771、以太網(wǎng)的幀結(jié)構(gòu)CRC檢測(cè)范圍檢測(cè)范圍字節(jié)字節(jié) 8 6 6 2 461500 4前同步碼前同步碼目的地址目的地址源地址源地址類型類型數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)CRCCRC數(shù)據(jù)字段數(shù)據(jù)字段(461500 字節(jié)字節(jié))：攜帶網(wǎng)絡(luò)層傳來的攜帶網(wǎng)絡(luò)層傳來的IP數(shù)據(jù)報(bào)。數(shù)據(jù)報(bào)。以太網(wǎng)的最大傳輸單元以太網(wǎng)的最大傳輸單元MTU是是1500字節(jié)：字節(jié)： 若若IP數(shù)據(jù)報(bào)超過數(shù)據(jù)報(bào)超過1500字節(jié)，必須將該數(shù)據(jù)報(bào)分段。字節(jié)，必須將該數(shù)據(jù)報(bào)分段。最小長(zhǎng)度是最小長(zhǎng)度是46字節(jié)：字節(jié)： 如果如果IP數(shù)據(jù)報(bào)小于數(shù)據(jù)報(bào)小于46字節(jié)，必須填充為字節(jié)，必須填充為46字節(jié)

57、。字節(jié)。 接收方網(wǎng)絡(luò)層去除填充內(nèi)容。接收方網(wǎng)絡(luò)層去除填充內(nèi)容。數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)78目的地址(6字節(jié))：目的適配器的目的適配器的MAC 地址。地址。 如主機(jī)如主機(jī)B的地址：的地址：BB-BB-BB-BB-BB-BB。適配器適配器B只接收目的地址與其只接收目的地址與其MAC地址匹配或廣播地地址匹配或廣播地址的幀址的幀，并將數(shù)據(jù)字段的內(nèi)容傳遞給網(wǎng)絡(luò)層。，并將數(shù)據(jù)字段的內(nèi)容傳遞給網(wǎng)絡(luò)層。否則，丟棄該幀。否則，丟棄該幀。字節(jié)字節(jié) 8 6 6 2 461500 4前同步碼前同步碼目的地址目的地址源地址源地址類型類型數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)CRCCRC數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)79源地址(6 字節(jié))：發(fā)送適配器的發(fā)送適配器的 M

58、AC地址。地址。如主機(jī)如主機(jī)A的地址：的地址： AA-AA-AA-AA-AA-AA。 字節(jié)字節(jié) 8 6 6 2 461500 4前同步碼前同步碼目的地址目的地址源地址源地址類型類型數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)CRCCRC數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)80類型字段(2 字節(jié))： 以太網(wǎng)可以以太網(wǎng)可以“多路復(fù)用多路復(fù)用”（支持）多種網(wǎng)絡(luò)層（支持）多種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)協(xié)議。通過議。通過“類型類型”字段區(qū)分。字段區(qū)分。發(fā)送方填入網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議發(fā)送方填入網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議“類型類型”編號(hào)（編號(hào)（復(fù)用復(fù)用）；）；接收適配器根據(jù)接收適配器根據(jù)“類型類型”字段，將數(shù)據(jù)字段傳遞給相字段，將數(shù)據(jù)字段傳遞給相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議（應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議（分解分解）。）。字節(jié)字節(jié)

59、8 6 6 2 461500 4前同步碼前同步碼目的地址目的地址源地址源地址類型類型數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)CRCCRC數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)81循環(huán)冗余檢測(cè)CRC(4字節(jié)) 檢測(cè)幀中是否出現(xiàn)比特差錯(cuò)（翻轉(zhuǎn)）。檢測(cè)幀中是否出現(xiàn)比特差錯(cuò)（翻轉(zhuǎn)）。發(fā)送主機(jī)計(jì)算發(fā)送主機(jī)計(jì)算CRC：范圍包括目的地址、源地址、類型、數(shù)據(jù)字：范圍包括目的地址、源地址、類型、數(shù)據(jù)字段的比特，結(jié)果放入幀段的比特，結(jié)果放入幀CRC字段。字段。接收主機(jī)進(jìn)行接收主機(jī)進(jìn)行CRC校驗(yàn)：接收主機(jī)對(duì)收到的幀進(jìn)行同樣計(jì)算，并校驗(yàn)：接收主機(jī)對(duì)收到的幀進(jìn)行同樣計(jì)算，并校驗(yàn)結(jié)果是否和校驗(yàn)結(jié)果是否和CRC字段的內(nèi)容相等。字段的內(nèi)容相等。 若計(jì)算結(jié)果不等于若計(jì)算結(jié)果不等

60、于CRC字段的值字段的值(CRC校驗(yàn)失敗校驗(yàn)失敗)，該幀有差，該幀有差錯(cuò)。錯(cuò)。字節(jié)字節(jié) 8 6 6 2 461500 4前同步碼前同步碼目的地址目的地址源地址源地址類型類型數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)CRCCRC數(shù)據(jù)鏈路層與局域網(wǎng)82前同步碼(8 字節(jié))：前前7字節(jié)是字節(jié)是“10101010”，最后一個(gè)字節(jié)是，最后一個(gè)字節(jié)是“10101011”。使接收方和發(fā)送方的使接收方和發(fā)送方的時(shí)鐘同步時(shí)鐘同步，接收方一旦收到連續(xù)，接收方一旦收到連續(xù)的的8字節(jié)前同步碼，可確定有幀傳過來。字節(jié)前同步碼，可確定有幀傳過來。前同步碼是前同步碼是“無效信號(hào)無效信號(hào)”，接收方收到后刪除，不向，接收方收到后刪除，不向上層傳。上層傳。 CR