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)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)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)xxx公司計(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)文件編號(hào)：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準(zhǔn)審核制定方案設(shè)計(jì)，管理制度數(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）數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的基本傳輸單元——幀數(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，也叫幀定界。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FCSCRC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。FCS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：一個(gè)將IP數(shù)據(jù)報(bào)封裝到串行鏈路的方法。鏈路控制協(xié)議LCP(LinkControlProtocol)。網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議NCP(NetworkControlProtocol)。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?？刂谱侄蜟通常置為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=0x7EPPP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、ieee802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)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（2）以太網(wǎng)取s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)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)收到的信號(hào)整形放大，擴(kuò)大傳輸距離。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s擴(kuò)展的局域網(wǎng)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。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/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。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)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)高速