数据链路层

“名字指出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。”

数据链路层

数据链路层使用的信道主要的两种类型:点对点信道和广播信道。

以太网特点:可扩展的,灵活的,易于安装,稳健性好。

重要内容

1、数据链路层的点对点信道和广播信道的特点,以及这两种信道所使用的协议(PPP协议以及CSMA/CD协议)的特点。

2、数据链路层的三个基本问题:封装成帧、透明传送和差错检测。

3、以太网MAC层的硬件地址。

4、适配器、转发器、集线器、网桥、以太网交换机的作用以及使用场合。

适配器,计算机与外界局域网的链接学习通过通信适配器,一般包括数据链路层和物理层这两层的功能。

集线器工作在物理层,它的每个接口仅仅简单地转发比特,不进行碰撞检测。使用集线器可以在物理层扩展以太网

转发器,用于互连两个相同类型的网段,主要功能是延伸网段和改变传输媒体,从而实现信息位的转发。它本身不执行信号的过滤功能。

网桥作用:在数据链路层扩展以太网,对收到的帧根据其MAC帧的目的地址进行转发过滤

以太网交换机,实质上就是一个多接口的网桥,且一百工作在全双工方式,独占传输媒体,无碰撞地传输数据

点对点信道

一对一的信道

三个基本问题

封装成帧:在一段数据的前后分别添加首部和尾部,构成一个帧。

透明传送:开始和结束的标记使用专门指明的控制字符SOH、EOT;如果某个字节中恰好有和SOH、EOT一样的二进制代码,则在数据中的相似二进制代码前插入转义字符“ESC”。

差错检测:广泛使用循环冗余检验CRC,CRC只能做到无差错接受,即“凡是接收端数据链路层接受的帧均无差错”,但是却出现帧丢失、帧重复或帧失序。无法做到可靠传输,即“发送端发送什么,接收端就收到什么”。

PPP协议

PPP协议帧的格式

数据链路层

字节填充:信息部分出现和标志字段一样的比特组合时,把7E转变成7D5E,7D转变成7D5D,若出现ASCII的控制字符,则在控制字符前加7D,同时将该字符编码加以改变。

零比特填充:5个连续的1,填入一个0.

PPP协议的需求(特点):首要需求-简单(收到就进行CRC检验,不正确就丢弃,其他什么也不用做)、封装成帧、透明性、多种网络层协议、多种类型链路、差错检测、检验连接状态、最大传送单元MTU、网络层地址协商、数据压缩协商;简单;只检测差错,而不是纠正差错;不使用序号,也不进行流量控制;可同时支持多种网络层协议。

广播信道

一对多的信道

局域网使用的就是广播信道。

局域网特点:网络为一个单位所拥有,且地理范围和站点数目均有限。

CSMA/CD协议

CSMA/CD 意思是“载波监听多点接入/碰撞检测”

要点:多点接入、载波监听(不管在发送前还是发送中,每个站都必须不停地检测信道)、碰撞检测(边发送边监听)

以太网信道利用率

以太网定义的参数a,是以太网单程端到端时延て与帧的发送时间T之比

极限信道利用率Smax为:

数据链路层

MAC层

MAC层的硬件地址

局域网中,硬件地址又称为物理地址MAC地址

MAC地址,实际上就是适配器地址或适配器

标识符EUI-48。

MAC地址的长度为48位(6个字节),通常表示为12个16进制数,如:00-16-EA-AE-3C-40就是一个MAC地址,其中前3个字节,16进制数00-16-EA代表网络硬件制造商的编号,它由IEEE(电气与电子工程师协会)分配,而后3个字节,16进制数AE-3C-40代表该制造商所制造的某个网络产品(如网卡)的系列号。只要不更改自己的MAC地址,MAC地址在世界是唯一的。形象地说,MAC地址就如同身份证上的身份证号码,具有唯一性

MAC帧的格式

以太网V2的MAC帧的格式

数据链路层

数据链路层

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