局域网与帧（链路层）
1、电路交换
- 建立发送者和接收者之间路径的通信机制，确保与其他发送者和接收者使用的路径隔离
- 通常与模拟电话技术相关
- 现在使用电子设备建立电路
- 每个电路不一定都对应一条物理路径
- 多个电路可以在共享媒体上多路复用，虚拟电路
- 电路交换用于电话通信系统，两个用户要通信之前需要建立一条专用的物理链路，并且在整个通信过程中始终占用该链路。由于通信的过程中不可能一直在使用传输线路，因此电路交换对线路的利用率很低，往往不到 10%。
电路交换范例
- 三个常规属性：
•点对点通讯
•电路创建，使用和端接的单独步骤
•性能相当于隔离的物理路径
2、分组交换
- 电路交换的主要替代方案
- 构成互联网的基础
- 使用统计复用，来自多个来源的通信竞争共享媒体的使用
- 数据包交换系统要求发送者将每个消息划分为数据块–数据包，这是数据包交换和其他形式的统计复用之间的主要区别
- 数据包的大小因数据包交换技术而异，不同的技术具有不同的最大尺寸
分组交换范式
- 三个常规属性：
•任意，异步通信
•通讯开始前无需进行任何设置
•性能因数据包之间的统计复用而有所不同
分组交换的优点
- 帮助检测传输错误
- 公平访问多台计算机之间的共享连接
分组网络使用TDM的形式
2、局域网和广域网
- 分组交换技术通常根据其跨越的距离进行分类
| 名字 | 全称 | 描述 |
|---|---|---|
| LAN | Local Area Network | 最便宜，跨越一个房间或一个建筑 |
| MAN | Metropolitan Area Network | 中等，跨越一个城市 |
| WAN | Wide Area Network | 最贵，跨越多个城市 |
共享的沟通渠道
- 1960年代发明的共享局域网
- 依靠共享单一介质的计算机
- 计算机协调访问
- 低成本
- 但不适用于广域网-通信延迟会阻碍协调
局域网拓扑
- 可以根据拓扑对LAN进行分类：
星形（star）：多台电脑连接同一hub中心上，如ATM机
环形（ring）：电脑一个接一个相连
网状（mesh）：两两相连，如移动临时网络（MANET）
总线（Bus ）：用一根主线相连，如以太网
不同拓扑的优缺点
- 星形更强大，但枢纽可能是瓶颈
- 环形易于协调，但对电缆被切断敏感，除非使用带环的小型设备
- 总线需要较少的布线，但对电缆的切割也很敏感，除非使用内部带有总线的小型设备
- 网状：可扩展性差
物理VS逻辑拓扑
- 双绞线以太网是总线还是星形？ 从逻辑上讲它是总线 物理上是星形
- 物理拓扑可以不同于逻辑拓扑！
- 技术决定逻辑拓扑
- 接线方案确定物理拓扑
3、硬件编址
- 在IEEE编址方案中，每个地址包含48位
- Aka媒体访问控制地址（MAC地址）
- 网络专业人员也使用以太网地址一词，因为48位地址起源于以太网技术
- 每帧标题中包含的目标地址
- 不要与IP地址混淆！
地址类型
- 单播：唯一地标识一台计算机，并指定只有被标识的计算机才应接收该数据包的副本
- 广播：对应于所有计算机，并指定网络上的每台计算机都应收到该数据包的副本
- 多播：标识给定网络上计算机的子集，并指定该子集中的每台计算机应接收该数据包的副本
4、数据包和帧
- 每种类型的硬件都为称为帧的数据包定义了自己的格式/包装
•数据包合乎逻辑
•帧是实际的 - 在分组交换网络中，每个帧对应一个分组 •帧有两个概念部分：
标头-包含元数据，例如 一个地址
有效负载–包含实际需要的数据
帧
- 不同硬件有不同帧类型
- 帧可能包含“未使用的”控制数据值以标记其开始和结束–硬件可以检测到这些
- 在此示例中，使用了SOH和EOT-ASCII字符
•标记框架的边界 - 优势是错误检测：
•发射器崩溃=> EOT无法到达
•接收器崩溃=> SOH标记下一个有效帧 - 缺点：
•每帧需要两个额外的字符
•不能携带任意值（例如SOH和EOT）
保证透明传输，字节填充
- 因此，控制字符可以包含在数据中
- 保留特殊字符以标记控制字符的出现
- 变送器扫描数据块并替换所有出现的控制字符。 接收器执行反向映射。数据中的字符已发送字符
SOH esc x
EOT esc y
ESC ESC Z
帧格式
头部+可变数据部分+CRC检验
可变数据的范围为：46~1500字节 总长度范围：64~1526字节 https://blog.csdn.net/farmwang/article/details/64131318