计算机网络之链路层

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数据链路层将网络层交下来的IP数据包组装成帧,在两个相邻的节点上传送帧。

1. 概述

数据链路层的协议单元  —— 帧。

所谓链路就是一个节点到相邻结点的一段物理链路, 中间没有任何节点,如下图所示(该图出自《计算机网络第七版》,谢希仁老师编著,下同)。

数据链路:协议 + 链路 ,通信协议控制这些数据的传输。

网络适配器 来实现这些协议。

数据链路层将网络层交下来的IP数据包组装成帧,在两个相邻的节点上传送帧。

2. 数据链路层的三个问题:封装成帧、透明传输 和 差错检测

封装成帧:就是在网络层交下来的IP数据包的前后分别加上首部和尾部。

透明传输:无论怎样的数据都能按照原样(没有差错)传输过去。

透明: 某一个实际存在的事物看起来却像不存在一样。

差错检测: CRC 循环冗余检测 ,确保链路层中的接收端接受的帧均无差错。

3. 数据链路层协议

PPP  协议,即点对点通信协议, 一对一的点对点通信方式。

该协议可以以进行差错检测、检测连接状态、设置最大传送单元、网络地址协商和数据压缩协商。

CSMA/CD  协议,即载波监听多点接入/碰撞检测。

多点接入,就证明是这是总线型网络。

载波监听,帧发送前,还是发送中,不停地检测信道。

碰撞检测,边发送边监听。

4. 局域网

局域网使用的是广播信道(一对多)。

局域网最重要的特点是 : 网络问一个单位所拥有,且地理范围和站点数目均有限制。

局域网优点:

(1)具有广播功能,从一个站点可以很方便的访问全网。局域网上的主机可以共享连接在局域网上的各种硬件和软件资源。

(2)便于系统的扩展和逐渐演变,各设备的位置可灵活调整和改变。

(3)提高了系统的可靠性、可用性和生存性。

(4)提高了系统的可靠性、可用性和生存性。

局域网可按照网络拓扑进行分类:星形网、环形网和 总线网。

5. 适配器(网卡

计算机与外界局域网的连接是通过通信适配器进行的,适配器本来是主机箱内插入的一块网络接口板,又称网络接口卡,简称网卡

适配器的一个重要功能是要进行数据串行传输(链路上)和并行传输(计算机里)的转换。

计算机的硬件地址就存在适配器的 ROM 中 , 软件地址 IP,则在计算机的存储器中。

6. MAC 层

硬件地址又称为物理地址和MAC地址。

“名字告诉我们所要寻找的那个资源,地址指出那个资源在何处,路由告诉我们如何到达该处。”

名字与系统所在地无关,更换了适配器(网卡)地址就改变了。

MAC 帧的格式。

以太网交换机 , 多接口的网桥,其内部是帧交换表。

参考文献:

  • 计算机网络/谢希仁编著. ——7版 ——北京:电子工业出版社,2017.1

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