第二部分數(shù)據(jù)鏈路層

總體內容（一）數(shù)據(jù)鏈路層的功能（二）

組幀（三）

差錯控制

1.

檢錯編碼

2.

糾錯編碼（四）流量控制與可靠傳輸機制

1.

流量控制、可靠傳輸與滑輪窗口機制

2.

單幀滑動窗口與停止-等待協(xié)議

3.

多幀滑動窗口與后退N幀協(xié)議（GBN）

4.

多幀滑動窗口與選擇重傳協(xié)議（SR）（五）介質訪問控制

1.

信道劃分介質訪問控制

頻分多路復用、時分多路復用、波分多路復用、碼分多路復用的概念和基本原理。

2.隨即訪問介質訪問控制

ALOHA協(xié)議；CSMA協(xié)議；CSMA/CD協(xié)議；CSMA/CA協(xié)議。

3.輪詢訪問介質訪問控制：令牌傳遞協(xié)議（六）局域網

1.局域網的基本概念與體系結構

2.以太網與IEEE802.3

3.IEEE802.11

4.

令牌環(huán)網的基本原理（七）廣域網

1.廣域網的基本概念

2.PPP協(xié)議

3.HDLC協(xié)議（八）數(shù)據(jù)鏈路層設備

1.網橋

網橋的概念；透明網橋與生成樹算飯；源選徑網橋與源選徑算法。

2.局域網交換機及其工作原理。重點數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念和功能組幀機制，差錯控制流量控制和可靠傳輸控制（熱點：停止等待協(xié)議和連續(xù)ARQ協(xié)議）介質訪問控制：信道劃分介質訪問控制、隨機訪問介質訪問控制和輪詢訪問介質訪問控制局域網的基本概念和體系結構，廣域網的基本概念以太網和廣域網中的PPP、HDLC協(xié)議網橋和交換機：網橋的概念、透明網橋與生成樹算法、源選徑網橋與源選徑算法、交換機的基本功能和實現(xiàn)原理（一）數(shù)據(jù)鏈路層的功能

1、基本概念1）鏈路(link，物理鏈路)

一條無源的點到點的物理線路段，中間沒有任何其他的交換結點2）數(shù)據(jù)鏈路(datalink，邏輯鏈路)

協(xié)議的硬件和軟件加到鏈路上2、主要功能（1）鏈路管理（2）幀定界（幀同步）（3）流量控制（4）差錯控制（5）將數(shù)據(jù)和控制信息區(qū)分開（6）透明傳輸（7）尋址（二）組幀

1、幀數(shù)據(jù)鏈路層的數(shù)據(jù)單位IP數(shù)據(jù)報1010……0110幀取出數(shù)據(jù)鏈路層網絡層鏈路結點A結點B物理層數(shù)據(jù)鏈路層結點A結點B幀(a)(b)發(fā)送幀接收鏈路IP數(shù)據(jù)報1010……0110幀裝入數(shù)據(jù)鏈路層傳送的是幀2、三個基本問題(1)封裝成幀(2)透明傳輸(3)差錯控制3、封裝成幀（組幀，

Framing）1)概念在一段數(shù)據(jù)的前后分別添加首部和尾部，然后就構成了一個幀。2）幀定界首部和尾部的一個重要作用就是進行幀定界幀結束幀首部IP數(shù)據(jù)報幀的數(shù)據(jù)部分幀尾部

MTU數(shù)據(jù)鏈路層的幀長開始發(fā)送幀開始3）用控制字符進行幀定界的方法舉例

SOH裝在幀中的數(shù)據(jù)部分幀幀開始符幀結束符發(fā)送在前EOT4、透明傳輸SOHEOT出現(xiàn)了“EOT”被接收端當作無效幀而丟棄被接收端誤認為是一個幀數(shù)據(jù)部分EOT完整的幀發(fā)送在前1）問題提出2）解決方法－字節(jié)填充（1）字節(jié)填充(bytestuffing)或字符填充(characterstuffing)

接收端的數(shù)據(jù)鏈路層在將數(shù)據(jù)送往網絡層之前刪除插入的轉義字符發(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”的前面插入一個轉義字符“ESC”(其十六進制編碼是1B)。如果轉義字符也出現(xiàn)數(shù)據(jù)當中，那么應在轉義字符前面插入一個轉義字符接收端SOHSOHEOTSOHESCESCEOTESCSOHESCESCESCSOH原始數(shù)據(jù)EOTEOT經過字節(jié)填充后發(fā)送的數(shù)據(jù)字節(jié)填充字節(jié)填充字節(jié)填充字節(jié)填充發(fā)送在前幀開始符幀結束符（2）圖例：用字節(jié)填充法解決透明傳輸?shù)膯栴}

SOH6、差錯控制

1）

檢錯編碼

2）

糾錯編碼

3）循環(huán)冗余檢驗的原理

在發(fā)送端，先把數(shù)據(jù)劃分為組。假定每組k個比特。假設待傳送的一組數(shù)據(jù)M=101001（現(xiàn)在k=6）。我們在M的后面再添加供差錯檢測用的n

位冗余碼一起發(fā)送。（1）冗余碼的計算舉例

現(xiàn)在

k=6,M=101001。設

n=3,除數(shù)P=1101，被除數(shù)是2nM=101001000。模2運算的結果是：商

Q=110101，

余數(shù)

R=001。把余數(shù)R作為冗余碼添加在數(shù)據(jù)M的后面發(fā)送出去。發(fā)送的數(shù)據(jù)是：2nM+R

即：101001001，共(k+n)位。

110101

←

Q

(商)P(除數(shù))→

1101101001000

←

2nM(被除數(shù))

1101

1110

1101

0111

0000

1110

1101

0110

0000

1100

1101

001←R(余數(shù))，作為FCS

循環(huán)冗余檢驗的原理說明

1、滑動窗口1）發(fā)送窗口

還沒有收到對方確認信息的情況下發(fā)送端最多可以發(fā)送多少個數(shù)據(jù)幀（WT）。用來對發(fā)送端進行流量控制2）接受窗口

在接收端只有當收到的數(shù)據(jù)幀的發(fā)送序號落入接收窗口內才允許將該數(shù)據(jù)幀收下（四）流量控制與可靠傳輸機制

3）發(fā)送窗口的規(guī)則

（1）每發(fā)送完一個幀，允許發(fā)送的幀數(shù)就減1。 （2）如果所允許發(fā)送的幀都發(fā)送完了，但還沒有收到任何確認，那么就不能再發(fā)送任何幀了。（3）每收到對一個幀的確認，發(fā)送窗口就向前(即向右方)滑動一個幀的位置01234567012發(fā)送窗口WT不允許發(fā)送這些幀允許發(fā)送5個幀(a)01234567012不允許發(fā)送這些幀還允許發(fā)送4個幀WT已發(fā)送(b)01234567012不允許發(fā)送這些幀WT已發(fā)送(c)01234567012不允許發(fā)送這些幀還允許發(fā)送

3個幀WT已發(fā)送已發(fā)送并已收到確認(d)4）接收窗口的規(guī)則 （1）只有當收到的幀的序號與接收窗口一致時才能接收該幀。否則，就丟棄它。 （2）每收到一個序號正確的幀，接收窗口就向前(即向右方)滑動一個幀的位置。同時向發(fā)送端發(fā)送對該幀的確認。不允許接收這些幀01234567012WR準備接收0號幀(a)不允許接收這些幀01234567012WR準備接收

1號幀已收到(b)不允許接收這些幀01234567012WR準備接收4號幀已收到(c)5）窗口設置公式

n比特編號，則WT<=2n-11）圖示（不出差錯）時間ABDATA0送主機ACKDATA1送主機ACK(a)正常情況2、

單幀滑動窗口與停止-等待協(xié)議

2）數(shù)據(jù)在傳輸過程中出錯錯誤處理重傳次數(shù)

ABDATA0NAKDATA0送主機ACK(b)數(shù)據(jù)幀出錯重傳出錯ABDATA0DATA0送主機ACK(c)數(shù)據(jù)幀丟失重傳tout丟失！3）幀丟失死鎖現(xiàn)象死鎖解決：超時計時器(timeouttimer)，一般可將重傳時間選為略大于“從發(fā)完數(shù)據(jù)幀到收到確認幀所需的平均時間”。4）確認幀丟失重復幀重復幀解決：每一個數(shù)據(jù)幀帶上不同的發(fā)送序號。每發(fā)送一個新的數(shù)據(jù)幀就把它的發(fā)送序號加1ABDATA0送主機ACKDATA0丟棄ACK(d)確認幀丟失重傳tout丟失！6、ARQ（自動請求重傳）

1）CRC檢驗器自動丟棄出錯幀，后發(fā)送端自動重傳2）數(shù)據(jù)鏈路層的停止等待協(xié)議采用了有效的差錯重傳機制，數(shù)據(jù)鏈路層對上面的網絡層就提供了可靠傳輸?shù)姆铡?.多幀滑動窗口與后退N幀協(xié)議（GBN）－

連續(xù)ARQ協(xié)議1）圖示DATA0DATA1DATA2DATA3DATA4DATA5重傳DATA2重傳DATA3ACK1ACK2ACK1確認DATA0ACK2確認DATA1DATA2出錯，丟棄DATA3不按序，丟棄，重傳ACK2DATA4不按序，丟棄，重傳ACK2DATA5不按序，丟棄，重傳ACK2ACK3ACK3確認DATA2ACK4確認DATA3ACK4重傳DATA5重傳DATA4超時重傳時間ABtout送交主機送交主機…??ACK2ACK2ACK22）要點在發(fā)送完一個數(shù)據(jù)幀后，不是停下來等待確認幀，而是可以連續(xù)再發(fā)送若干個數(shù)據(jù)幀。如果這時收到了接收端發(fā)來的確認幀，那么還可以接著發(fā)送數(shù)據(jù)幀。3）注意接收端只按序接收數(shù)據(jù)幀結點A在每發(fā)送完一個數(shù)據(jù)幀時都要設置該幀的超時計時器。當出現(xiàn)差錯必須重傳時，要向回走N個幀，然后再開始重傳ACKn的意義4.

多幀滑動窗口與選擇重傳協(xié)議（SR）－－選擇重傳ARQ

1）相比連續(xù)ARQ只傳差錯幀需額外的緩存空間2）選擇重傳ARQ接收窗口大小

WR≤2n/2（五）介質訪問控制

1.

信道劃分介質訪問控制頻分復用FDM(FrequencyDivisionMultiplexing)含義用戶在分配到一定的頻帶后，在通信過程中自始至終都占用這個頻帶。頻分復用的所有用戶在同樣的時間占用不同的帶寬資源（請注意，這里的“帶寬”是頻率帶寬而不是數(shù)據(jù)的發(fā)送速率）。

圖示頻率時間頻率1頻率2頻率3頻率4頻率52）時分復用TDM(TimeDivisionMultiplexing)

含義時分復用則是將時間劃分為一段段等長的時分復用幀（TDM幀）。每一個時分復用的用戶在每一個TDM幀中占用固定序號的時隙。每一個用戶所占用的時隙是周期性地出現(xiàn)不同的時間占用同樣的頻帶寬度時分復用

頻率時間BCDBCDBCDBCDAAAAA、B、C、D在

TDM

幀中的位置不變TDM幀TDM幀TDM幀TDM幀…TDM幀時分復用可能會造成線路資源的浪費

用戶ABCDaabbcdbcattttt4個時分復用幀#1④③②①acbcd時分復用#2#3#4由于計算機數(shù)據(jù)的突發(fā)性質，用戶對分配到的子信道的利用率一般是不高的。

3）統(tǒng)計時分復用STDM(StatisticTDM)

用戶ABCDabcdttttt3個STDM幀#1④③②①acbabbcacd#2#3統(tǒng)計時分復用4）波分復用WDM(WavelengthDivisionMultiplexing)

（1）含義波分復用就是光的頻分復用。

1550nm01551nm11552nm21553nm31554nm41555nm51556nm61557nm701550nm11551nm21552nm31553nm41554nm51555nm61556nm71557nm8

2.5Gb/s1310nm20Gb/s復用器分用器EDFA120km光調制器光解調器5）碼分復用CDM(CodeDivisionMultiplexing)

（1）常用的名詞碼分多址CDMA(CodeDivisionMultipleAccess)：各用戶使用經過特殊挑選的不同碼型，因此彼此不會造成干擾。信號有很強的抗干擾能力，其頻譜類似于白噪聲，不易被敵人發(fā)現(xiàn)。每一個比特時間劃分為m個短的間隔，稱為碼片(chip)（2）碼片序列(chipsequence)

每個站被指派一個唯一的mbit碼片序列。如發(fā)送比特1，則發(fā)送自己的mbit碼片序列。如發(fā)送比特0，則發(fā)送該碼片序列的二進制反碼。例如，S站的8bit碼片序列是00011011。發(fā)送比特1時，就發(fā)送序列00011011，發(fā)送比特0時，就發(fā)送序列11100100。S站的碼片序列：(–1–1–1+1+1–1+1+1)（3）CDMA的重要特點每個站分配的碼片序列不僅必須各不相同，并且還必須互相正交(orthogonal)在實用的系統(tǒng)中是使用偽隨機碼序列（4）碼片序列的正交關系

令向量S表示站S的碼片向量，令T表示其他任何站的碼片向量。兩個不同站的碼片序列正交，就是向量S和T的規(guī)格化內積(innerproduct)都是0：

(2-3)（5）碼片序列的正交關系舉例

令向量S為(–1–1–1+1+1–1+1+1)，向量T為(–1–1+1–1+1+1

+1–1)。把向量S和T的各分量值代入(2-3)式就可看出這兩個碼片序列是正交的。

任何一個碼片向量和該碼片向量自己的規(guī)格化內積都是1。一個碼片向量和該碼片反碼的向量的規(guī)格化內積值是–1。（6）正交關系的另一個重要特性

（7）CDMA通信過程設有一個X站要接收S站發(fā)送的數(shù)據(jù)X站就必須知道S站所有的碼片序列X站使用它得到的碼片向量S與接收到的未知信號進行求內積的運算X站接收到的信號是各個站發(fā)送的碼片序列之和。根據(jù)疊加定理，那么求內積得到的結果是：所以其它站的信號都被過慮掉（其內積的相關項都是0），而只剩下S站發(fā)送的信號當S站發(fā)送比特1時，在X站計算內積的結果是＋1，當S站發(fā)送比特0時，內積結果時－1。2.

隨機訪問介質訪問控制

1）ALOHA協(xié)議；2）CSMA協(xié)議；3）CSMA/CD協(xié)議；4）CSMA/CA協(xié)議1）CSMA/CD協(xié)議

（1）概念示意圖B向

D發(fā)送數(shù)據(jù)

C

D

A

E匹配電阻（用來吸收總線上傳播的信號）匹配電阻不接受不接受不接受接受B（2）載波監(jiān)聽多點接入/沖突檢測CSMA/CDCarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection要點多點接入載波監(jiān)聽碰撞檢測(3）沖突產生1kmABt碰撞t=

B檢測到信道空閑發(fā)送數(shù)據(jù)t=

/2發(fā)生碰撞t=2

A檢測到發(fā)生碰撞

t=

B發(fā)送數(shù)據(jù)B檢測到發(fā)生碰撞

t=

ABABAB

t=0A檢測到信道空閑發(fā)送數(shù)據(jù)ABt=0t=2

A檢測到發(fā)生碰撞STOPAB單程端到端傳播時延記為

t=

B檢測到發(fā)生碰撞停止發(fā)送STOP(4)爭用期定義以太網的端到端往返時延2

，或稱為碰撞窗口。含義經過爭用期還沒有檢測到碰撞，才能肯定這次發(fā)送不會發(fā)生碰撞(5）多次碰撞問題(6）二進制指數(shù)類型退避算法(truncatedbinaryexponentialtype)含義算法確定基本退避時間，一般是取為爭用期2

。定義參數(shù)k

，k

10，即

k=Min[重傳次數(shù),10]從整數(shù)集合[0,1,…,(2k

1)]中隨機地取出一個數(shù)，記為r。重傳所需的時延就是r倍的基本退避時間。當重傳達16次仍不能成功時即丟棄該幀，并向高層報告(7）LAN爭用期的長度

以太網取51.2

s為爭用期的長度。10Mb/s以太網，爭用期內可發(fā)送64B。發(fā)送數(shù)據(jù)時，前64字節(jié)沒有發(fā)生沖突，則不會發(fā)生沖突。(8）最短有效幀長

若沖突，一定在前64B內。沖突立即中止發(fā)送，已發(fā)送的數(shù)據(jù)一定小于64B。以太網規(guī)定了最短有效幀長為64B(9）捕獲效應(10）強化碰撞

人為干擾信號數(shù)據(jù)幀干擾信號

TJABTBt

B發(fā)送數(shù)據(jù)A檢測到沖突開始沖突信道占用時間A發(fā)送數(shù)據(jù)B也能夠檢測到沖突，并立即停止發(fā)送數(shù)據(jù)幀，接著就發(fā)送干擾信號。這里為了簡單起見，只畫出A發(fā)送干擾信號的情況。2)ALOHA協(xié)議ALOHA采用的是一種隨機接入的信道訪問方式分類純ALOHA時隙ALOHA兩種純ALOHA協(xié)議的思想有數(shù)據(jù)需要傳送，立即向通訊頻道傳送。接收點在收到數(shù)據(jù)后，需ACK確認若接收的數(shù)據(jù)有誤，接收點向傳輸點發(fā)送NACK。當網絡上的兩個傳輸點同時向頻道傳輸數(shù)據(jù)的時候，會發(fā)生沖突，則兩個點都停止一段時間后，再次嘗試傳送。時隙ALOHA兩種協(xié)議思想用時鐘來統(tǒng)一用戶的數(shù)據(jù)發(fā)送將時間分為離散的時間片，用戶每次必須等到下一個時間片才能開始發(fā)送數(shù)據(jù)從而避免了用戶發(fā)送數(shù)據(jù)的隨意性，減少了數(shù)據(jù)產生沖突的可能性，提高了信道的利用率。3）CSMA協(xié)議（1）含義CarrierSenseMultipleAccess，載波偵聽多路訪問。各個結點通過競爭的方式，獲得總線的使用權只有獲得使用權的結點才可以向總線發(fā)送信息幀（2）偵聽分類1-持續(xù)CSMA(1-persistentCSMA)當信道忙或發(fā)生沖突時,不斷持續(xù)偵聽,一有空閑,便可發(fā)送.非持續(xù)CSMA沖突時,等待隨機的一段時間P-持續(xù)CSMA按照P概率發(fā)送幀4）CSMA/CA協(xié)議用于無線網類似TCP的握手協(xié)議的應答策略來保證在傳輸中結點不會再接受請求，從而解決無線網中的沖突。3.

輪詢訪問介質訪問控制－令牌傳遞協(xié)議

1）IEEE802.5標準：令牌環(huán)干線耦合器環(huán)形網2）協(xié)議原理令牌（特殊的幀）不停在環(huán)路上流動站點發(fā)送數(shù)據(jù)之前必須截獲令牌然后發(fā)送數(shù)據(jù)，其它站監(jiān)聽收到數(shù)據(jù)幀，復制該幀，并轉發(fā)至下一站直至源站，對比是否傳遞錯誤生成新令牌，發(fā)送至下一站（六）局域網

1.

局域網的基本概念與體系結構1）局域網最主要的特點網絡為一個單位所擁有，且地理范圍和站點數(shù)目均有限2）局域網主要優(yōu)點能方便地共享資源，易于訪問。便于系統(tǒng)的擴展和演變。提高了系統(tǒng)的可靠性、可用性和殘存性3）局域網的拓撲

匹配電阻集線器干線耦合器總線網星形網樹形網環(huán)形網4）局域網的傳輸媒體同軸電纜雙絞線光纖2.

以太網與IEEE802.31）以太網的兩個標準DIXEthernetV21980年9月，DEC、Intel和Xerox聯(lián)合提出10Mb/s以太網規(guī)約的第一個版本DIXV11982年修改為DIXEthernetV2IEEE的802.3標準1983年IEEE02委員會的802工作組制定與DIXEthernetV2差別很小2）IEEE802.3數(shù)據(jù)鏈路層的兩個子層邏輯鏈路控制LLC(LogicalLinkControl)子層（DIVV2無次層）媒體接入控制MAC(MediumAccessControl)子層

局域網網絡層物理層站點1網絡層物理層邏輯鏈路控制LLCLLC媒體接入控制MACMAC數(shù)據(jù)鏈路層站點2LLC子層看不見下面的局域網3）網卡的作用數(shù)據(jù)的封裝與解封鏈路管理編碼與譯碼4）以太網的MAC層的硬件地址第1最高位最先發(fā)送最低位最高位最低位最后發(fā)送001101010111101100010010000000000000000000000001最低位最先發(fā)送最高位最低位最高位最后發(fā)送機構惟一標志符OUI擴展標志符高位在前低位在前十六進制表示的EUI-48地址：AC-DE-48-00-00-80二進制表示的EUI-48地址：第1字節(jié)第6字節(jié)I/G比特I/G比特字節(jié)順序第2第3第4第5第6第1字節(jié)順序第2第3第4第5第6101011001101111001001000000000000000000010000000802.5802.6802.3802.4802.5802.6路由器1A-24-F6-54-1B-0E00-00-A2-A4-2C-0220-60-8C-C7-75-2A08-00-20-47-1F-E420-60-8C-11-D2-F65）網卡檢查MAC地址（1）網卡從網絡上每收到一個MAC幀就首先用硬件檢查MAC幀中的MAC地址.如果是發(fā)往本站的幀則收下否則就將此幀丟棄6）以太網MAC幀格式（1）兩種標準DIXEthernetV2標準IEEE802.3標準（2）圖示MAC幀字節(jié)6624IP層物理層目的地址源地址長度/類型FCSMAC層1010101010101010101010101010101011前同步碼幀開始定界符7字節(jié)1字節(jié)…8字節(jié)插入數(shù)據(jù)MAC子層IP層LLC子層802.2LLC幀當長度/類型字段表示長度時

802.3MAC幀以太網V2MAC幀這種802.3+802.2幀已經較少使用目的地址源地址類型數(shù)據(jù)FCS6624字節(jié)46~150043~1497111DSAPSSAP111控制數(shù)據(jù)字節(jié)DSAPSSAP控制IP數(shù)據(jù)報IP數(shù)據(jù)報（3）與802.2主要區(qū)別長度類型字段（4）無效的MAC幀

數(shù)據(jù)字段的長度與長度字段的值不一致；幀的長度不是整數(shù)個字節(jié)；FCS查出有差錯；數(shù)據(jù)字段的長度不在46~1500字節(jié)之間。（5）長度填充（6）幀間最小間隔幀間最小間隔為9.6

s7)以太網數(shù)據(jù)率、幀長、電纜長度的關系a＝ΓC/L

其中：a：比值（常量）

Γ：以太網單向傳播時延

C：數(shù)據(jù)率（速率、帶寬）

L：為幀長3.

IEEE802.11

1）組成基本服務集

BSS基本服務集

BSSAB漫游接入點AP接入點AP分配系統(tǒng)DS門橋門橋802.x局域網因特網2）一個基本服務集(BSS)組成一個基站若干個移動站（七）廣域網1.

廣域網的基本概念

1）組成（1）結點交換機（2）鏈路2）廣域網的重要問題（1）路由選擇（2）分組轉發(fā)3）定義覆蓋范圍很廣的長距離網絡4）圖示互聯(lián)網局域網局域網廣域網路由器結點交換機5）數(shù)據(jù)報和虛電路（1）無連接的網絡服務（數(shù)據(jù)報服務）H1H5H2H4H3ACDBH6E分組交換網H1

向

H5

發(fā)送分組H2

向

H6

發(fā)送分組路徑可能變化（2）面向連接的網絡服務（虛電路服務）H1H5H2H4H3ACDBH6E分組交換網H1

要和

H5

通信虛電路H1

向

H5

發(fā)送的所有分組都沿此虛電路傳送。（3）數(shù)據(jù)報服務的特點每個分組獨立地選擇路由。網絡盡最大努力交付網絡不保證分組不丟失，也不保證按源主機發(fā)送分組的先后順序以及在時限內必須將分組交付給目的主機網絡發(fā)生擁塞時，網絡中的結點可根據(jù)情況將一些分組丟棄不可靠的服務，它不能保證服務質量（4）虛電路服務的特點通信之前建立虛電路分組沿同一虛電路傳送存儲轉發(fā)斷續(xù)占用線路順序發(fā)送與接收較好的通信服務質量（5）兩種服務的優(yōu)缺點1）短報文2）存儲轉發(fā)3）差錯處理和流量控制4）可靠性（3）分組轉發(fā)[2,1][2,2]45674567交換機2交換機3[1,1][3,2][3,3]交換機1[1,3]交換機

2的轉發(fā)表目的站下一跳

[1,1]交換機1[1,3]交換機1[3,2]交換機3[3,3]交換機3[2,1]直接

[2,2]直接45

6

71

2

31231236）默認路由（1）結點1的轉發(fā)表1243目的站下一跳1直接233343結點1的轉發(fā)表（2）結點2的轉發(fā)表1243目的站下一跳132直接3344結點2的轉發(fā)表（3)結點1的默認路由1243目的站下一跳1直接233343結點

1

的轉發(fā)表可以合并1243目的站下一跳

1直接默認3結點1的轉發(fā)表默認路由（4)結點2的默認路由1243目的站下一跳132直接3344結點2的轉發(fā)表可以合并1243目的站下一跳

2直接

44默認3結點2的轉發(fā)表默認路由2.

HDLC－面向比特的鏈路控制規(guī)程HDLC1）產生ARPANET的IMP－IMP協(xié)議IBM的BSC規(guī)程IBM的SDLC（SynchronousDataLinkControl）ISO修改SDLC為HDLC（High－levelDataLinkControl），作為國際標準ISO3309CCITT則將HDLC再修改后稱為鏈路接入規(guī)程LAP(LinkAccessProcedure)。不久，HDLC的新版本又把LAP修改為LAPB，“B”表示平衡型(Balanced)，所以LAPB叫做鏈路接入規(guī)程(平衡型)2）HDLC的兩種基本配置非平衡配置平衡配置3）HDLC的幀結構比特888可變168信息

Info標志

F標志

F地址

A控制

C幀檢驗序列

FCS透明傳輸區(qū)間FCS檢驗區(qū)間4）透明傳輸－零比特填充法數(shù)據(jù)中某一段比特組合恰好出現(xiàn)和F字段一樣的情況01001111110001010會被誤認為是F字段發(fā)送端在5個連1之后填入0比特再發(fā)送出去填入0比特010011111010001010在接收端將5個連1之后的0比特刪除，恢復原樣在此位置刪除填入的0比特0100111110100010105）地址字段6）幀檢驗序列7）控制字段3、因特網的點對點協(xié)議PPP1）撥號入網的示意圖路由器調制解調器調制解調器因特網服務提供者(ISP)用戶家庭撥號電話線使用TCP/IP的

PPP連接使用TCP/IP的客戶進程路由選擇進程至因特網…PC機2）PPP協(xié)議三個組成部分（1）一個將IP數(shù)據(jù)報封裝到串行鏈路的方法（2）一個用來建立、配置和測試數(shù)據(jù)鏈路連接的鏈路控制協(xié)議LCP(LinkControlProt）（3）一套網絡控制協(xié)議NCP(NetworkControlProtocol)3）PPP的幀格式PPP有一個2個字節(jié)的協(xié)議字段:當協(xié)議字段為0x0021時，PPP幀的信息字段就是IP數(shù)據(jù)報。若為0xC021,則信息字段是PPP鏈路控制數(shù)據(jù)。若為0x8021，則表示這是網絡控制數(shù)據(jù)。IP數(shù)據(jù)報1211字節(jié)12不超過1500字節(jié)PPP幀先發(fā)送7EFF03FACFCSF7E協(xié)議信息部分首部尾部4）比特填充5）特殊的字符填充法信息字段中出現(xiàn)的每一個0x7E字節(jié)轉變成為2字節(jié)序列(0x7D,0x5E)。信息字段中出現(xiàn)一個0x7D的字節(jié),則將其轉變成為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0x7D字節(jié)，同時將該字符的編碼加以改變6)不可靠傳輸可靠的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議開銷就要增大數(shù)據(jù)鏈路層的可靠傳輸不能保證網絡層的傳輸也可靠PPP協(xié)議在幀格式中有幀檢驗序列FCS字段（八）數(shù)據(jù)鏈路層設備

1.網橋的內部結構

站表接口管理軟件網橋協(xié)議實體緩存接口1接口2①②③網段B網段A1112①③⑤2②④⑥2站地址接口網橋網橋④⑤⑥接口1接口2121）過濾通信量2）擴大了物理范圍3）提高了可靠性4)可互連不同物理層、不同MAC子層和不同速率的局域網,如10Mb/s和100Mb/s以太網2、使用網橋帶來的好處

3、網橋使各網段成為隔離開的碰撞域

B2B1碰撞域碰撞域碰撞域ABCDEF存儲轉發(fā)增加了時延。在MAC子層并沒有流量控制功能。具有不同MAC子層的網段橋接在一起時時延更大。網橋只適合于用戶數(shù)不太多和通信量不太大的局域網，否則有時還會因傳播過多而產生網絡擁塞，導致廣播風暴。4、使用網橋帶來的缺點

“透明”是指局域網上的站點并不知道所發(fā)送的幀將經過哪幾個網橋5.透明網橋網橋收到一幀后先進行自學習網橋每收到一個幀，查找轉發(fā)表中與收到幀的源地址有無相匹配的項目。如沒有，就記下其源地址和進入網橋的接口，作為轉發(fā)表中的一個項目。如有，則把原有的項目進行更新。在轉發(fā)幀時，則是根據(jù)收到的幀首部中的目的地址來轉發(fā)的若轉發(fā)表中沒有表項，則除源接口皆發(fā)送一份幀的副本6、網橋自學習算法與轉發(fā)幀的步驟地址接口7、轉發(fā)表的建立過程舉例B2B1ABCDEF1212地址接口…………B1B→AA→BA1F→CF2A→BA1F→CF2防止兜圈子8、透明網橋的生成樹算法

局域網2局域網1網橋2網橋1

AF不停地兜圈子

A發(fā)出的幀

F1

網橋1轉發(fā)的幀

F2網橋2轉發(fā)的幀網絡資源白白消耗了找出網絡拓撲的一個子集。在這個子集里，整個連通的網絡中不存在回路為了得出能夠反映網絡拓撲發(fā)生變化時的生成樹，在生成樹上的根網橋每隔一段時間還要對生成樹的拓撲進行更新。

9、生成樹的得出透明網橋容易安裝，但網絡資源的利用不充分。源路由(sourceroute)網橋在發(fā)送幀時將詳細的路由信息放在幀的首部中。源站以廣播方式向欲通信的目的站發(fā)送一個發(fā)現(xiàn)幀，每個發(fā)現(xiàn)幀都記錄所經過的路由。發(fā)現(xiàn)幀到達目的站時就沿各自的路由返回源站。源站在得知這些路由后，從所有可能的路由中選擇出一個最佳路由。凡從該源站向該目的站發(fā)送的幀的首部，都必須攜帶源站所確定的這一路由信息。10.源路由網橋1990年問世的交換式集線器(switchinghub)，可明顯地提高局域網的性能。交換式集線器常稱為以太網交換機(switch)或第二層交換機（表明此交換機工作在數(shù)據(jù)鏈路層）。以太網交換機通常都有十幾個接口。因此，以太網交換機實質上就是一個多接口的網橋11.多接口網橋—以太網交換機

以太網交換機的每個接口都直接與主機相連，并且一般都工作在全雙工方式。交換機能同時連通許多對的接口，使每一對相互通信的主機都能像獨占通信媒體那樣，進行無碰撞地傳輸數(shù)據(jù)。以太網交換機由于使用了專用的交換結構芯片，其交換速率就較高。12、以太網交換機的特點對于普通10Mb/s的共享式以太網，若共有N個用戶，則每個用戶占有的平均帶寬只有總帶寬(10Mb/s)的N分之一。使用以太網交換機時，雖然在每個接口到主機的帶寬還是10Mb/s，但由于一個用戶在通信時是獨占而不是和其他網絡用戶共享傳輸媒體的帶寬，因此對于擁有N對接口的交換機的總容量為N

10Mb/s獨占傳輸媒體的帶寬

虛擬局域網VLAN是由一些局域網網段構成的與物理位置無關的邏輯組。某些共同的需求每一個VLAN的幀都有一個明確的標識符，指明發(fā)送這個幀的工作站是屬于哪一個VLAN。虛擬局域網其實只是局域網給用戶提供的一種服務，而并不是一種新型局域網。利用以太網交換機可以很方便地實現(xiàn)虛擬局域網

13、集線器的特點以太網在邏輯上仍是一個總線網各工作站使用的還是CSMA/CD

協(xié)議多端口的轉發(fā)器，工作在物理層集線器在轉發(fā)幀時，不對傳輸媒體進行檢測。網橋在轉發(fā)幀之前必須執(zhí)行CSMA/CD算法。14、網橋和集線器（或轉發(fā)器）不同

＃與本部分有關的題目舉例1、位串0111110111101111110是經過位填充的，那么輸出串是__。2、數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議在國際上采用比較通用的有面向字符控制規(guī)程與面向__控制規(guī)程，其中面向__控制規(guī)程有更多的優(yōu)越性而被廣泛應用。3、x7+x5+1被發(fā)生器多項式x3+1所除，所得的余數(shù)是多少？4、計算機網絡通信系統(tǒng)是——A電信號傳輸系統(tǒng)B文字通信系統(tǒng)C信號通信系統(tǒng)D數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)5、HDLC協(xié)議的幀結構由標志字段、地址字段、——字段、信息字段、——字段和結束標志字段組成。6、已知某網絡的數(shù)據(jù)鏈路層采用HDLC協(xié)議，假設：（1）某一待傳輸?shù)膸?，其信息字段為I=1101，地址字段A=100001000，控制字段C=00111011，生成多項式G（x）=X4+X+1，求CRC校驗碼。（2）有一原始數(shù)據(jù)0110111110010111111010，試問在傳輸線路上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)碼是什么？在接收端接收到的數(shù)據(jù)碼又是什么？7、下列哪一個產品是在OSI的數(shù)據(jù)鏈路層進行互連的。A、中繼器B、路由器C、網關D、網橋8、采用HDLC傳輸比特串011111111000001，比特填充后輸出為——

A、0101111111000001B、0111110111000001C、0111101111000001D、01111110110000019、報文110110101011011采用多項式X4+X3+X+1傳送到達。這是否正確？為何？10、實用停止等待協(xié)議中，當主機所發(fā)送的數(shù)據(jù)幀在途中丟失，以下可能發(fā)生的情況為——A主機發(fā)生NAK應答信號請求重發(fā)此幀B主機在tout時間內未收到應答信號，自動重發(fā)此幀C從機經過tout時間向主機發(fā)送ACK應答信號，請求重發(fā)此幀D主機不停的發(fā)送后續(xù)幀，直到tout時間后未收到應答信號是重發(fā)此幀11、在數(shù)據(jù)傳輸過程中，若接收方收到發(fā)送方送來的信息為10110011010，生成多項式為G(x)=x4+x3+1，接收方收到的數(shù)據(jù)是否正確？12、HDLC利用——來實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層的透明傳輸功能。A幀校驗序列B前后8bit標志位C8bit控制字段D零比特填充13、在連續(xù)ARQ協(xié)議中，發(fā)送端連續(xù)發(fā)送序號為0、1、2、3、4的五個幀，接收端也正確地收到了這五個幀，請問現(xiàn)在接收端發(fā)回的ACKx的序號是多少？又如果接收端隨后收到的無差錯的序號為6（或為4）的數(shù)據(jù)幀，請問接收端如何處理？是否要發(fā)回確認幀？確認號是多少？14、回退N幀協(xié)議（連續(xù)ARQ）實用4bit作為發(fā)送序號和應答序號，不允許實用的發(fā)送窗口大小是——。15、——不屬于數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議考慮的范疇。A控制對物理介質的訪問B相鄰結點的可靠數(shù)據(jù)傳輸C為終端結點隱蔽物理拓撲D定義數(shù)據(jù)格式16、最常用的差錯檢測方法有奇偶校驗和_______等

17．在連續(xù)ARQ協(xié)議中，設編號用3bit，而設發(fā)送窗口WT=8。試找出一種情況，使得在此情況下協(xié)議不能正確工作。并分析，連續(xù)ARQ協(xié)議是否一定優(yōu)于停等協(xié)議？

(如確認幀全部丟失)18、數(shù)據(jù)鏈路層必須執(zhí)行：鏈路管理、幀傳輸、——與——等功能。

A流量控制B面向連接的確認

C差錯控制D面向字符型19、對于CSMA，當發(fā)現(xiàn)介質忙時有——、——、——三種方式，在IEEE802.3中采用的方式是——。

20、將一組數(shù)據(jù)封裝在相鄰兩個節(jié)點間傳輸屬于OSI/RM的哪一層功能？A物理層B數(shù)據(jù)鏈路層C網絡層D傳輸層21、HDLC中標志字段的值為——A11111111B11111110C01111111C0111111022、流量控制用來防止——A比特差錯B發(fā)送方緩沖區(qū)溢出C接收緩沖區(qū)溢出D發(fā)送器和接收器沖突23、在滑動窗口機制中，發(fā)送窗口中的報文可能的狀態(tài)包括A已發(fā)送但未收到確認B已發(fā)送但可連續(xù)發(fā)送C已發(fā)送且已收到確認D未發(fā)送但已收到確認24、舉出6種網絡拓撲結構如總線型、星形_環(huán)型、樹型、網狀型、無線型_等25、欲建造一個CSMA/CD網，其速率為1GBb/s，電纜長1km，并且無中繼器，信號在電纜中的速度為200000km/s，則幀的最小長度為多少？習P172-2426、以太網必須至少64比特長，以確保傳輸在電纜遠端沖突的情況下仍能進行傳輸，快速以太網同樣有64比特最小的幀，但能快10多倍，為什么？習P175-37最大線纜長度為以太網的1/1027、在中繼系統(tǒng)中，中繼器處于——。

A物理層B數(shù)據(jù)鏈路層C網絡層D高層28、IEEE802.5是基于——網的一個標準。

A星型B總線型C環(huán)形D網格型29、網橋屬于——。

A數(shù)據(jù)鏈路層中繼系統(tǒng)B物理層中繼系統(tǒng)

C網絡層中繼系統(tǒng)D運輸層中繼系統(tǒng)30、就CSMA而言，P持續(xù)是指，當某個階段發(fā)送幀是，先監(jiān)聽信道，若空閑則發(fā)送，若不空閑，則按照概率P決定是否繼續(xù)監(jiān)聽31、下列哪一個產品是在OSI的數(shù)據(jù)鏈路層進行互連的。（）

A、中繼器B、路由器C、網關D、網橋32、采用星型拓撲的10Mbps基帶雙絞線以太網可以表示為（）。

A、10Base5B、10Base2C、10Base-TD、100Base-T33、OSI體系結構中，對數(shù)據(jù)的加密在應用層實現(xiàn)。34、以太網是一種共享信道的網絡。35、局域網中，LLC幀是MAC幀的數(shù)據(jù)部分36、擴展局域網常用的方法是——A路由器B網橋C網關D轉發(fā)器37、局域網體系結構中，數(shù)據(jù)鏈路層分為兩個子層，其中與接入各種媒體相關在——子層；服務訪問點在——子層。

ALLC，LLCBMAC，LLCCLLC，MACDMAC，MAC38、試畫出100110101的曼徹斯特碼波形圖。39、局域網模型相當于OSI模型的——和——層。40、串行數(shù)據(jù)通信的方向性結構有三種，即——、——和——。41、一采用CSMA/CD技術的局域網，其速率為10Mbps，電纜長度500米，無中繼器，信號在電纜中的傳送速度為200000KM/S，由此可知MAC幀的最小長度不得少于——位。

A10B50C100D50042、100BASE-T標準規(guī)定網絡節(jié)點到集線器HUB的最大距離是——。

A50B100C200D50043、在連續(xù)ARQ協(xié)議中，設編號用3bit，而設發(fā)送窗口WT=8。試找出一種情況，使得在此情況下協(xié)議不能正確工作。并分析，連續(xù)ARQ協(xié)議是否一定優(yōu)于停等協(xié)議？45、網卡是完成——功能的。

A物理層B數(shù)據(jù)鏈路層

C物理和數(shù)據(jù)鏈路層

D數(shù)據(jù)鏈路層和網絡層46、CSMA/CD是IEEE802