计科170304第五次~第九次课（第三章 数据链路层）
第五次课
第三章 数据链路层（1）
主要内容：
一、主要功能：在相邻结点间传输数据帧。
发送端：把网络层交下来的数据封装成帧
接收端：把物理层交上来的比特流识别出每一个数据帧。
二、信道类型：
1. 点对点：一对一，寻址简单（甚至不需要寻址），控制协议也简单，没有冲突，一般全双工。
典型协议：PPP
2. 广播：多点共享信道，准确寻址，可能存在冲突，要有避免和解决冲突的协议。一般是半双工。
以早期以太网为例。
三、数据链路层要解决的三个基本问题：
封装成帧。透明传输和差错检测
封装成帧：
重要问题：帧定界
四、点对点协议：ppp
1. 三个组成部分：带IP数据报的，LCP帧，NCP帧
2. 封装成帧：帧格式，7E作为帧定届。
3. 透明传输：
（1）异步链路模式：以字符为单位，字符填充法
（2）同步链路：以比特为单位，比特填充法。
4. 差错检测：CRC校验
5. 特点： 简单，灵活，不保证可靠性，开销小，全双工
（早期，HDLC复杂，保证可靠性）
6. 用于: （1）拨号连网；（2）路由器和路由器之间主干线路的链路层协议，如 PPP+SONET/SDH 模式
五、广播信道的应用-早期以太网（传统以太网）
多点共享信道，需要有解决冲突的协议
1. 媒体共享技术
（1）复用技术：物理层，静态划分信道，适用于骨干线路。
从一点到零一点的主干信道的大量（多路）数据传输。
（2）多点接入（access）技术 ：计算机接入网络中需要用到
多个站共享信道通信。
a 受控接入：有控制站，起到通信控制作用。所以不会发生冲突；
b随机接入：各站平等，公平竞争信道。（早期以太网采用）
需要避免和解决冲突的协议：采用CSMA/CD协议
2. CSMA/CD协议要点
规则1：发送数据前要监听信道，忙则等待，继续监听，空闲则发送；
规则2：发送数据时，要继续监听信道，如果冲突，进入一个避退算法，等待随机一段时间，然后进入规则1；如果没有冲突，完整发送完数据帧。
完整工作过程：。。。。
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第六次课
第三章 数据链路层（2）
回顾CSMA/Cd ：要求掌握工作过程。规则。解决的问题；
一、争用期
1. 由来、意义，
2. 大小： 10Mb/s 以太网 为51.2 微秒，
3. 所以最短帧长为：64字节。
（保证争用期内，数据帧不能发送完；
如果和其他站有冲突，一定是在前64字节发送期间；
换句话说，如果一个帧发送的前64字节，没有冲突，就不会有冲突了，可以顺利发完）
二、集线器（星型结构）组网特点：
逻辑上仍然是总线结构：广播；半双工；共享带宽；物理层设备；CSMA/cd；
碰撞域和广播域是整个网络。
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第七次课
第三章 数据链路层（3）
一、以太网标准：
1. DIX v2 :是实际标准，相当于MAC子层要求的功能。
2. IEEE802.3 官方标准- 分为LLC 子层、 MAC子层
所以，数据链路层 简称为MAC层，MAC帧，MAC地址。
二、.以太网地址格式和数据帧格式。
1、地址：48位：24+24；特殊位：i/g；G/L
2. 数据帧格式：目的地址、源地址、类型、数据字段、FCS
3. 两个基本概念：（1）广播域
（2）碰撞域(冲突域）
三、网桥的作用
早期，扩展局域网的设备，可以连接不同类型的；采用接收、存储、查表转发的工作方式；
四.交换机的工作过程（重点中的重点）
收到每一个帧，有两步处理：
（1）是自学习自学习算法建立和维护站表；
（2）是处理帧：查表，或从特定接口转发，或广播转发，或丢弃帧
（其实在自学习之后，查表之前，先要检查一下帧的有效性，有效帧才去查表，无效帧直接被丢弃）
详细见ppt P141 页步骤归纳 和p142页例子。
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第八次课 数据链路层（4）
五. 根据四，对照集线器组网方式的特点，逐条总结交换机组网的特点。
集线器组网：广播；半双工；共享带宽；物理层设备；使用CSMA/cd；
碰撞域和广播域是整个网络。
交换机：
（1）查表转发的交换方式（1.表中能找到目的地址，点到点转发2.找不到目的地址，广播转发）；
（2）全双工（两端接口都是才可以, 这时候相当于点到点通信；不需要CSMA/CD）
（s-hub:半双工，S-S，S-主机，S-路由器：全双工）
如果工作在半双工，就用CSMA/CD协议
（3）独占带宽。 假如每个接口是100Mb/s，发送和接收都是100MB/S(全双工时），
每一个接口都可以同时通信，都可以达到此速率。
总线带宽：16*100Mb/s*2= 3.2G b/s （16口交换机,全双工）
（4）数据链路层（，物理层），两层设备 L2(第二层）；两层交换机
见（2）
（5）广播域：整个网络，碰撞域：每个接口是一个独立的碰撞域（可以所有接口同时通信，不会发生碰撞）
重点：掌握交换机自学习和处理转发帧的算法（过程），例题和课后3-33
交换机和集线器组网的特点，比较。
五、早期（传统）以太网（总线和集线器星型时候）的物理层：曼彻斯特编码
六、以太网的发展：
10M/s-100Mb/s-1000MB/s-10gb/s-40Gb/s(100Gb/s）
变和不变。不变：帧格式、最短帧长，数据链路层协议。
变：帧间隔（96比特不变，时间变）；物理层规程和编码技术改变。
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第九次课
第三章 数据链路层（5）
七、虚拟局域网技术（virtual LAN)
在逻辑上，按照某种需求，对网络资源重新划分。
当交换机找不到目的地址，广播，可能造成广播风暴。
解决方法：一个广播域内，计算机数量不能太多。
用技术来隔离广播域---vlan技术可以实现
vlan特点：
1. 每个vlan是一个广播域；
2. 同一vlan内的主机可以通信，不同vlan的主机在数据链路层是隔离的；
计科170304第四章网络层（1）（2）（3）（第十次课-第十二次课
第十次课 -第十二次课 第四章 网络层（１）（2）（3）
回顾数据链路层( 一个网络内部的技术，从体系结构来说：一种局域网还是广域网都只涉及物理层和数据链据层技术，当网络要互相连接的时候，用到网络层）：
1. 任务、解决的三个基本问题：封装成帧、透明传输、差错检测
2.点对点信道：PPP协议
3.广播信道：早期以太网 （总线型、集线器-星型10base-t)
CSMA/CD; 争用期-最短帧长；地址格式和帧格式；集线器组网特点
4.交换式以太网：交换机组网特点；交换机自学习和查表转发帧的过程；
虚拟局域网；交换机配置
5.以太网的发展过程：早期以太网-高速（100M/S，1000M/S，10gbs,40gps,100gps)
网络层学习导入：
（广域网：解决远距离点到点传输问题：例：sonet/sdh +PPP; 10G 以上的以太网）
局域网:以太网、WLAN(wifi)-IEEE 802.11. WMAN -wimax:802.16
这些网络有互联需求。
TCP/IP协议体系：只要在网络层遵守IP协议，就可以接入。 网络接口层：看你的具体网络
任务： 分组转发 路由选择
网络层学习重点：IP协议和 路由协议
携带着数据的IP数据报 路由表
其他协议：ＡＲＰ。ＩCMP；ＩGMP协议。
第四章 网络层（1）
一、IP地址
１. 分类IP：
（1）ABCDE五类，
（2）路由的种类：直连路由、特定主机路由、间接交付的路由（静态路由、动态路由）、默认路由
（3）路由器组网实验：单路由器组网；两个路由器组网；
２. 划分子网
（1）三级IP：原网络号+（子网号+主机号）
原主机号
网络地址（网络号）：原网络号＋子网号
（2）子网掩码：32位，连续的１和连续的０的组合。能标识出三级ＩＰ地址中网络地址和主机号分别所占的位数。
计算：三级ＩＰ地址和子网掩码相与 ＝ 该子网的网络地址。
３. 构造超网（后面讲）
二、分组转发过程
1. 分类IP情况下，分组转发算法（了解）
2. 划分子网的情况下，分组转发算法（会计算，课后４－２０作业题，要求）
下次课预习：IP地址和硬件地址－ARP协议；IP数据报格式；构造超网。
