tcpip数据链路层相关技术基础

1.部分名词解释

PPP(Point to Point Protocol)点对点协议

PPPoE(PPP over Ethernet)

VLAN(Virtual Local Area Neteork)虚拟局域网

FDDI(Fiber Distributed Data Interface)光纤分布式数据接口

ATM(Asynchronous Transfer Mode)异步传输方式

OUI(Organizationally Unique Idefier)厂商识别码

计算机内部采用二进制           1K=2^10

以太网中以时钟频率决定传输速度 1K=1000

2.MAC地址

MAC地址长48比特(1位单播地址/广播地址 2全局地址/局部地址 3-24位由IEEE分配保证厂家不重复 25-48位由厂家分配保证产品不重复),在使用网卡(NIC)情况下,MAC一般被烧录到ROM中,因此任何一个网卡的MAC地址唯一,全世界都不重复。

例外:人们在微机板上自由设置自己的MAC地址,启用虚拟机时虚拟软件爱你自己设定MAC地址时不能保证无重复。

实际上,即使MAC地址相同,只要不是同属于一个数据链路就不会出问题。

3.共享介质性网络

定义:多个设备共享一个通信介质的网路,如以太网、FDDI。设别只见采用同一个载波信道进行发送与接收,有必要对介质访问进行控制。

两种介质访问控制方式:争用方式、令牌传递方式

 3.1争用方式

 CSMA(载波监听多路访问) 先到先得

 部分以太网采用改良的CSMA——CSMA/CD(有冲突检测),工作原理:

   如果载波信道上无数据流动,任何站可以发送数据

   检查是否发生冲突。一旦发生冲突时,放弃发送数据并立即释放载波信道

   放弃发送以后随机延迟一段时间在随机争用介质

其中,同轴电缆通过电压检查是否发生冲突:直至发送完数据,若电压一直处于正常范围内,认为数据正常发送;发送途中一旦电压超出正常范围,认为发生冲突;发生冲突时先发送一个阻塞报文,放弃发送数据帧,随即延迟后重发。

3.2令牌传递方式

沿令牌环发送令牌,只有获得令牌的站才可以发送数据。

特点:1.不会冲突 2.每个站通过循环平等获得令牌 3.在网络不拥堵的情况下,数据链路利用率低于100%

所以产生多种传递技术:早期令牌释放、令牌追加(不等待接收方确认数据到达就将令牌给下一个站)、多个令牌同时循环等

4.非共享介质网络

网络中每个站直接连接交换机,由交换机负责转发数据帧

ATM采用这种方式,同时也成为了以太网的主流方式

5.交换机转发方式

 5.1存储转发:检查以太网帧末尾的FCS后再进行转发,可以避免由于冲突而被破坏的帧或噪声导致的错误帧

 5.2直通转发:不需要接受整个数据帧后才转发,只要得知目的地址就转发,所以延迟短,有发送错误帧的可能性

5.环路检测技术

通过网桥连接网络时,若出现环路最坏情况下数据帧会在环路中不停的被转发。所以需要检测环路,两种方法:

生成树法:每个网桥在1-10秒内相互交换BPDU(Bridege Protocol Data Unit)包,判断哪些端口不能用,以便消除环路。

       弊端:发生故障时切换网络需要几十秒的时间。

       解决:RSTP(Rapid Spanning Tree Protocol)该方法可以将发生问题时的恢复时间缩短到几秒以内

源路由法:(解决令牌环网络问题)

   判断发送数据的源地址是通过哪个网桥实现传输的,并将帧写入RIF(Routing Information Field).网桥根据这个RIF信息发送帧给目的地址,因此即便出现环路数据帧也不会被反复转发,可成功发送到目标地址。在这种机制中发送端本身必须具备源路由的功能


     

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