一、本章节讨论重点
本章节重要讨论局域网中,分组怎样从一台主机传送到另一台主机。但并经过路由转发。
二、本章节主要出发点:
1.数据链路层使用的信道类型和协议
2.数据链路层的三个基本问题
3.以太网的mac层的硬件地址
4.网卡、转发器、集线器、网桥、以太网交换机的作用和使用场景。
三、信息类型和协议
1.点对点信道
- 数据单元:帧
- 如何进行通信:
通信步骤:
1.A的数据链路层把网络层交下来的IP数据报添加首部和尾部封装成帧
2.A封装好后发送给B的数据链路层
3.B若收到的帧无差错,则提取IP数据报交付给网络层。否则,丢弃该帧。
3.点对点信道上的协议:
1.PPP协议 :
该协议是目前使用最广泛数据链路层协议。
1.1 .ppp协议使用场景
例如:用户和ISP之间的协议就是ppp
1.2 PPP协议的特性:
1.简单:数据链路层的帧不需要纠错、序号、流量控制。每接收到一个帧,就进行CRC检验。如果正确,则收下这个帧。否则,丢弃。
2.透明性
3.仅支持全双工链路
1.3 ppt协议的组成
1.将IP数据报封装到串行链路的方法。(IP数据包就是帧中主要的数据,受到MTU最大传输单元的限制)
2.用来建立、配置、测试数据链路连接的链路控制协议LCP
3.网络控制协议NCP
1.4 ppp协议的帧格式
首部4个字段、尾部2个字段
首位2个7E分别表示帧的开始和结束标志
FCS是CRC的帧检验序列
1.5 帧传输过程的填充
1.为什么要填充?
因为信息字段中和可能出现和帧标志字段一样的比特组合(0x7E),必须采取一定的措施避免这种现象。
2.填充方式
1.字节填充
1.异步方式
2.将出现的0x7E–>(0x7D,0x5E)
3.将出现的0x7D ->(0x7D,0x5D)
4.取出数据时候,只需要安装编译时候的逆反操作即可。
2.比特填充
1.同步方式
2.遇到连续的5个1就插入1个0
1.6 了解ppp协议工作方式
1.当用户拨号进入ISP后,就建立了一条从用户个人电脑到ISP的物理连接。
2.用户个人电脑向ISP发送一系列的链路控制协议LCP分组,建立LCP连接。
3.网络控制协议NCP给新接入的用户个人电脑分配一个临时的iP地址。
4.用户通信完毕后,NCP释放网络层的连接。收回原来分配的ip地址。接着,释放数据链路层的连接。最后释放的是物理层的连接。
2.广播信道(一对多)
1.适用场景
局域网,尤其是以太网
2.使用CSMA/CD协议
1.全称:载波监听、多点接入、/ 冲突检测
解释:
1.载波监听:
即检测信道,发送前,发送过程中,每个站都必须不停的检测信道。
2.多点接入
总线型网络,许多计算机以多点接入的方式连接在一根总线上
3.碰撞检测
边发送边监听。网卡边发送数据边检测信道上的信道变化情况。以便判断自己在发送数据䣌时候其他站是否也在发送数据。当总线上至少有两个站同时在发送数据,表名产生了碰撞。也就是 冲突。则网卡要停止发送,免得继续进行无效的发送,白白浪费网络资源。然后等待一段时间再次发送。(截止二进制指数退避算法)
3.特点:
使用CSMA/CD不可能同时进行发送和接收,因此,CSMA/CD协议的以太网只能进行半双工通信
4.争用期
1.概念
以太网通信设备端到端的往返时间为2t的争用期,争用期也称为碰撞窗口。
2.特点
经过争用期这段时间还没有检测到碰撞,才能肯定这次发送不会发生碰撞。
5.截断二进制指数退避算法
发生碰撞的站停止发送数据后,推迟一个随机的时间再次发送。以免发生碰撞。
四、三个基本问题
1.封装成帧
2.透明传输
在数据链路层中,表示无论什么样的比特组合的数据,能够按照原样没有差错的通过这个数据连接层
3.差错检测
1.1.比特差错
比特在传输过程中差生的差错,1可能会变成0,0也可能变成1.是传输差错的一种。
1.2 误码率
传输错误的比特占总传输比特总数的比特率称为误码率BER.如果设法提高信噪比,可以使误码率减小。
1.3 CRC循环冗余检测
计算方法
1.在原帧后面添加n-1为冗余码得到M1
2.用M1 % p 求余数(模2运算),注意,p是n+1位
3.得到冗余码R
4.将R加上原M上,拼接成帧发送