數(shù)據(jù)鏈路層

數(shù)據(jù)鏈路層使用的信道主要以下兩種類(lèi)型：

1. 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)信道。這種信道使用的一對(duì)一的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信方式
2. 廣播信道。 這種信道使用的一對(duì)多的廣播通信方式，因此過(guò)程比較復(fù)雜。廣播信道上連接的主機(jī)很多，因此必須使用專(zhuān)用的共享信道協(xié)議來(lái)協(xié)調(diào)這些主機(jī)的數(shù)據(jù)發(fā)送。
   在互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行通信的過(guò)程中所處的地位如圖：
   
   數(shù)據(jù)鏈路層的地位.png
   
   從數(shù)據(jù)鏈路層來(lái)看，H1到H2的通信可以看成由四段不同的鏈路層通信組成。如圖：
   
   只考慮數(shù)據(jù)在鏈路層流動(dòng).png

使用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)信道的數(shù)據(jù)鏈路層

數(shù)據(jù)鏈路和幀

鏈路(link)就是從一個(gè)結(jié)點(diǎn)到相鄰結(jié)點(diǎn)的一段物理線(xiàn)路(有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)),而中間沒(méi)有王何其他的交換結(jié)點(diǎn)。在進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時(shí),兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間的通信路徑往往要經(jīng)過(guò)許多段這樣的鏈路?？梢?jiàn)鏈路只是一條路徑的組成部分。
數(shù)據(jù)鏈路(data link則是另一拿概念。這是因?yàn)楫?dāng)需要在一條線(xiàn)路上傳送數(shù)據(jù)時(shí),除了必須有一條物理線(xiàn)路外,還必須有一些必要的通信協(xié)議來(lái)控制這些數(shù)據(jù)的傳輸(這將在后面幾節(jié)討論),若把實(shí)現(xiàn)這些協(xié)議的硬件和軟件加到鏈路上,就構(gòu)成了數(shù)據(jù)鏈略?，F(xiàn)在最常用的方法是使用網(wǎng)絡(luò)適配器(既有硬件,也包括軟件)來(lái)實(shí)現(xiàn)這些協(xié)議。一般的適配器都包括了數(shù)據(jù)鏈路層和物理層這兩層的功能。
數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元——幀。

使用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)信道的數(shù)據(jù)鏈路層.png

三個(gè)基本問(wèn)題

數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議有許多種,但有三個(gè)基本問(wèn)題則是共同的。這三個(gè)基本問(wèn)題是:封裝成幀、透明傳輸和差錯(cuò)檢測(cè)。

1. 封裝成幀
   封裝成幀就是在一段數(shù)據(jù)的前后分別添加首部和尾部，這樣就構(gòu)成了一個(gè)幀。幀的數(shù)據(jù)部分的長(zhǎng)度應(yīng)該盡可能的大于首部和尾部的長(zhǎng)度。SOH添加在首部，EOT在尾部。ASCII碼分別為01 ，04 并不是字符SHO 以及EOT。
2. 透明傳輸
   如果在二進(jìn)制代碼中恰好出現(xiàn)和SHO或者EOT中間一樣的數(shù)據(jù)鏈路層會(huì)錯(cuò)誤的找?guī)吔纭Ｋ砸箶?shù)據(jù)中的相應(yīng)字符成為一個(gè)透明的數(shù)據(jù)。
   前面提到的“透明”是一個(gè)很重要的術(shù)語(yǔ),它表示:某一個(gè)實(shí)際存在的事物看起來(lái)卻好像不存在一樣(例如,你看不見(jiàn)在你前面有塊100%透明的玻璃的存在)。 “在數(shù)據(jù)鏈路層透明傳送數(shù)據(jù)”表示無(wú)論什么樣的比特組合的數(shù)據(jù),都能夠按照原樣沒(méi)有差錯(cuò)地通過(guò)這個(gè)數(shù)據(jù)鏈路層。因此,對(duì)所傳送的數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō),這些數(shù)據(jù)就“看不見(jiàn)”數(shù)據(jù)鏈路層有什么妨礙數(shù)據(jù)傳輸?shù)臇|西?；蛘哒f(shuō),數(shù)據(jù)鏈路層對(duì)這些數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)是透明的。
   為了解決透明傳輸問(wèn)題,就必須設(shè)法使數(shù)據(jù)中可能出現(xiàn)的控制字符"SOH"和"EOT"在接收端不被解釋為控制字符。具體的方法是:發(fā)送端的數(shù)據(jù)鏈路層在數(shù)據(jù)中出現(xiàn)控制字符"SOH"或"EOT"的前面插入一個(gè)轉(zhuǎn)義字符"ESC" (其十六進(jìn)制編碼是IB,二進(jìn)制是00011011)而在接收端的數(shù)據(jù)鏈路層在把數(shù)據(jù)送往網(wǎng)絡(luò)層之前刪除這個(gè)插入的轉(zhuǎn)義字符。這種方法稱(chēng)為字節(jié)填充(byte stuffing)或字符填充(characte stuffing)如果轉(zhuǎn)義字符也出現(xiàn)在數(shù)據(jù)當(dāng)中,那么解決方法仍然是在轉(zhuǎn)義字符的前面插入一個(gè)轉(zhuǎn)義字符。因此,當(dāng)接收端收到連續(xù)的兩個(gè)轉(zhuǎn)義字符時(shí),就刪除其中前面的一個(gè)。
3. 差錯(cuò)檢測(cè)
   現(xiàn)實(shí)的通信鏈路都不會(huì)是理想的,這就是說(shuō),比特在傳輸過(guò)程中可能會(huì)產(chǎn)生差錯(cuò): 1可能會(huì)變成0,而0也可能變成1,這就叫做比特差錯(cuò),比特差錯(cuò)是傳輸差錯(cuò)中的一種。本小節(jié)所說(shuō)的“差錯(cuò)”,如無(wú)特殊說(shuō)明,就是指“比特差錯(cuò)”.在一段時(shí)間內(nèi),傳輸錯(cuò)誤的比特占所專(zhuān)輸比特總數(shù)的比率稱(chēng)為誤碼率BER (Bit Err Rate),例如,誤碼率為101時(shí),表示平均每傳送1010個(gè)比特就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)比特的差錯(cuò)。誤碼率與信噪比有很大的關(guān)系。如果設(shè)法提高信噪比,就可以使誤碼率減小。實(shí)阿的通信鏈路并非是理想的,它不可能使誤碼率下降到零。
   因此,為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)時(shí),必須采用各種差錯(cuò)檢測(cè)措施。
   目前在數(shù)據(jù)鏈路層廣泛使用了循環(huán)冗余檢驗(yàn)CRC (Cyclic Redundancy Check)的檢錯(cuò)技術(shù)。

點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議PPP

能實(shí)現(xiàn)可靠傳輸?shù)母呒?jí)數(shù)據(jù)鏈路控制HDLC當(dāng)初比較流行的。對(duì)于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議PPP則是目前使用的最廣泛的數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議。

PPP協(xié)議的特點(diǎn)

PPP協(xié)議就是用戶(hù)計(jì)算機(jī)和ISP進(jìn)行通信時(shí)的數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議。

用戶(hù)到ISP的鏈路使用PPP協(xié)議.png

1. PPP協(xié)議滿(mǎn)足的需求

• 簡(jiǎn)單 互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)中把最復(fù)雜的部分放在了TCP協(xié)議中對(duì)于數(shù)據(jù)鏈路層的幀就一個(gè)首要要求簡(jiǎn)單。僅僅只進(jìn)行CRC也就是循環(huán)冗余檢驗(yàn)通過(guò)收下沒(méi)有通過(guò)拒絕
• 封裝成幀 PPP協(xié)議必須規(guī)定特殊字符作為幀定界符
• 透明性 PPP必須保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐该餍?/li>
• 多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 PPP協(xié)議必須能在同一條物理鏈路上同時(shí)支持多種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議（IP 、IPX等）
• 多種類(lèi)型鏈路 可以在多種鏈路上運(yùn)行如串行，并行，同步或異步 ，低俗速或高速，電的或光的，交換或非交換點(diǎn)對(duì)點(diǎn)電路。
• 差錯(cuò)檢測(cè)(error detection) PPP協(xié)議必須能夠?qū)邮斩耸盏降膸M(jìn)行檢測(cè),并立即丟棄有差錯(cuò)的幀。若在數(shù)據(jù)鏈路層不進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè),那么已出現(xiàn)差錯(cuò)的無(wú)用幀就還要在網(wǎng)絡(luò)中繼續(xù)向前轉(zhuǎn)發(fā),因而會(huì)白白浪費(fèi)許多的網(wǎng)絡(luò)資源。
• 檢測(cè)連接狀態(tài) PPP協(xié)議必須具有一種機(jī)制能夠及時(shí)(不超過(guò)幾分鐘)自動(dòng)檢測(cè)出鏈路是否處于正常工作狀態(tài)。當(dāng)出現(xiàn)故障的鏈路隔了一段時(shí)間后又重新恢復(fù)正常工作時(shí),就特別需要有這種及時(shí)檢測(cè)功能。
• 最大傳送單元 PPP協(xié)議必須對(duì)每一種類(lèi)型的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路設(shè)置最大傳送單元MTU的標(biāo)準(zhǔn)默認(rèn)值。這樣做是為了促進(jìn)各種實(shí)現(xiàn)之間的互操作性,如果高層協(xié)議發(fā)送的分組過(guò)長(zhǎng)并超過(guò)MTU的數(shù)值, PP就要丟衰這樣的幀,并返回差錯(cuò)。需要強(qiáng)調(diào)的是, MTU是數(shù)據(jù)鏈路層的幀可以載荷的數(shù)據(jù)部分的最大長(zhǎng)度,而不是幀的總長(zhǎng)度。
• 網(wǎng)絡(luò)層地址協(xié)商 PPP協(xié)議必須提供一種機(jī)制使通信的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)層(例如,兩個(gè)IP層)的實(shí)體能夠通過(guò)協(xié)商知道或能夠配置彼此的網(wǎng)絡(luò)層地址,協(xié)商的算法應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單,并且能夠在所有的情況下得出協(xié)商結(jié)果,這對(duì)搜號(hào)連接的鏈路特別重要,因?yàn)槿绻麅H僅在鏈路層建立了連接而不知道對(duì)方網(wǎng)絡(luò)層地址,則還不能夠保證網(wǎng)絡(luò)層可以傳送分組.
• 數(shù)據(jù)壓縮協(xié)商 PPP協(xié)議必須提供一種方法來(lái)協(xié)商使用數(shù)據(jù)壓縮算法。但PPP協(xié)議并不要求將數(shù)據(jù)壓縮算法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化.
  在TCP/P協(xié)議族中,可靠傳輸由運(yùn)輸層的TCP協(xié)議負(fù)責(zé),因此數(shù)據(jù)鏈路層的PPP協(xié)議不需要進(jìn)行糾錯(cuò),不需要設(shè)置序號(hào),也不需要進(jìn)行流量控制.PPP協(xié)議不支持多點(diǎn)線(xiàn)路c即一個(gè)主站輪流和鏈路上的多個(gè)從站進(jìn)行通信),而只支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的鏈路通信。此外,PPP協(xié)議只支持全雙工鏈路。

2. PPP協(xié)議組成

PPP協(xié)議有三個(gè)組成部分:

• 一個(gè)將IP數(shù)據(jù)報(bào)封裝到串行鏈路的方法。PPP既支持異步鏈路(無(wú)奇偶檢驗(yàn)的8比特?cái)?shù)據(jù)),也支持面向比特的同步鏈路。IP數(shù)據(jù)報(bào)在PPP幀中就是其信息部分,這個(gè)信息部分的長(zhǎng)度受最大傳送單元MTU的限制。
• 一個(gè)用來(lái)建立、配置和測(cè)試數(shù)據(jù)鏈路連接的鏈路控制協(xié)議LCP (Link ControlProtocol).通信的雙方可協(xié)商一些選項(xiàng)。在RFC 1661中定義了11種類(lèi)型的LCP分組。
• 一套網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議NCP (Network Control Protocoll),其中的每一個(gè)協(xié)議支持不同的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議,如IP, Osl的網(wǎng)絡(luò)層、DECnet,以及AppleTalk等。

PPP協(xié)議的幀格式

1. 各字段的意義
   PPP的幀格式如圖：

   
   
   PPP幀的格式.png

• F表示的是標(biāo)志字段
• 首部中的地址字段A規(guī)定為OxFF (即11 111),控制字段C規(guī)定為0x03 (即0000001)最初曾考慮以后再對(duì)這兩個(gè)字段的值進(jìn)行其他定義,但至今也沒(méi)有給出。
• PPP首部的第四個(gè)字段是2字節(jié)的協(xié)議字段,當(dāng)協(xié)議字段為0x0021時(shí), PP頓的信息字段就是IP數(shù)據(jù)報(bào)。若為OxC021,則信息字段是PPP鏈路控制協(xié)議LCP的數(shù)據(jù),而0x8021表示這是網(wǎng)絡(luò)層的控制數(shù)據(jù).
• 信息字段的長(zhǎng)度是可變的,不超過(guò)1500字節(jié)。
• 尾部中的第一個(gè)字段(2字節(jié))是使用CRC的幀檢驗(yàn)序列FCS.

2. 字節(jié)填充
   當(dāng)信息字段中出現(xiàn)和標(biāo)志字段一樣的比特(OxTE)組合時(shí),就必須采取一些措施使這種形式上和標(biāo)志字段一樣的比特組合不出現(xiàn)在信息字段中。
   當(dāng)PPP使用異步傳輸時(shí),它把轉(zhuǎn)義符定義為OxTD (即011111,并使用字節(jié)填充,RFC 1662規(guī)定了如下所述的填充方法:

• 把信息字段中出現(xiàn)的每一個(gè)Ox7E字節(jié)轉(zhuǎn)變成為2字節(jié)序列(OxTD, OxSE).
• 若信息字段中出現(xiàn)一個(gè)Ox7D的字節(jié)(即出現(xiàn)了和轉(zhuǎn)義字符一樣的比特組合),則把0x7D轉(zhuǎn)變成為2字節(jié)序列(Ox7D, OxsD)
• 若信息字段中出現(xiàn)ASCI碼的控制字符(即數(shù)值小于0x20的字符),則在該字符前面要加入一個(gè)0x7D字節(jié),同時(shí)將該字符的編碼加以改變。例如,出現(xiàn)0x03 (在控制字符中是“傳輸結(jié)束” ETX)就要把它轉(zhuǎn)變?yōu)?字節(jié)序列0ox7D, 0x23).

由于在發(fā)送端進(jìn)行了字節(jié)填充,因此在鏈路上傳送的信息字節(jié)數(shù)就超過(guò)了原來(lái)的信息字節(jié)數(shù)。但接收端在收到數(shù)據(jù)后再進(jìn)行與發(fā)送端字節(jié)填充相反的變換,就可以正確地恢復(fù)出原來(lái)的信息。

3. 零比特填充

PPP協(xié)議用在SONET/SDH鏈路時(shí),使用同步傳輸(一連串的比特連續(xù)傳送)而不是異步傳輸(逐個(gè)字符地傳送),在這種情況下, PP協(xié)議采用零比特填充方法來(lái)實(shí)現(xiàn)透明傳輸。
零比特填充的具體做法是:在發(fā)送端,先掃描整個(gè)信息字段(通常用硬件實(shí)現(xiàn),但也可用軟件實(shí)現(xiàn),只是會(huì)慢些),只要發(fā)現(xiàn)有S個(gè)連續(xù)1,則立即填入一個(gè)0,因此經(jīng)過(guò)這種零比特填充后的數(shù)據(jù),就可以保證在信息字段中不會(huì)出現(xiàn)6個(gè)連續(xù)1,接收端在收到一個(gè)額時(shí),先找到標(biāo)志字段F以確定一個(gè)幀的邊界,接著再用硬件對(duì)其中的比特流進(jìn)行掃描。垂當(dāng)發(fā)現(xiàn)5個(gè)連續(xù)1時(shí),就把這5個(gè)連續(xù)1后的一個(gè)0刪除,以還原成原來(lái)的信息比特流(圖3-11),這樣就保證了透明傳輸;在所傳送的數(shù)據(jù)比特流中可以傳送任意組合的比特流,而不會(huì)引起對(duì)幀邊界的錯(cuò)誤判斷

PPP協(xié)議工作狀態(tài)

PPP協(xié)議的狀態(tài)圖.png

使用廣播信道的數(shù)據(jù)鏈路層

局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層

局域網(wǎng)的特點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)為一個(gè)單位所擁有，且地理范圍和站點(diǎn)數(shù)目均有限。
局域網(wǎng)所具有的主要優(yōu)點(diǎn)：

• 具有廣播功能,從一個(gè)站點(diǎn)可很方便地訪(fǎng)問(wèn)全網(wǎng),局域網(wǎng)上的主機(jī)可共享連接在局域網(wǎng)上的各種硬件和軟件資源。
• 便于系統(tǒng)的擴(kuò)展和逐漸演變,各設(shè)備的位置可靈活調(diào)整和改變。
• 提高了系統(tǒng)的可靠性(relability)可用性(availablity)生存性(survivability).

局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有：星形網(wǎng)、環(huán)形網(wǎng)，總線(xiàn)網(wǎng)。
共享信道對(duì)于共享通信媒體資源的兩種方法；

• 靜態(tài)劃分信道：也就是頻分復(fù)用、時(shí)分復(fù)用、碼分復(fù)用、波分復(fù)用等
• 動(dòng)態(tài)媒體接入控制，它又稱(chēng)為多點(diǎn)接入，特點(diǎn)是信道并非在用戶(hù)通信時(shí)固定分配給用戶(hù)。分為以下兩種：
  • 隨機(jī)接入：隨機(jī)接入的特點(diǎn)是所有用戶(hù)可以隨機(jī)的發(fā)送信息。但如果有兩個(gè)或以上的用戶(hù)同時(shí)發(fā)送信息會(huì)發(fā)生碰撞既是沖突，使這些用戶(hù)的發(fā)送都失敗。必須要有網(wǎng)絡(luò)協(xié)議解決碰撞
  • 受控接入：受控接入的特點(diǎn)是用戶(hù)不能隨機(jī)的發(fā)送信息必須服從一定的控制。這類(lèi)的典型代表有分散控制的令牌環(huán)局域網(wǎng)和集中控制的多點(diǎn)線(xiàn)路擦詢(xún)(polling)或稱(chēng)為輪詢(xún)。

1. 以太網(wǎng)的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)

   
   
   局域網(wǎng)對(duì)LLC子層是透明的.png
   
   

   后面的局域網(wǎng)一般只適配了MAC協(xié)議不在裝LCC協(xié)議了

2. 適配器的作用

計(jì)算機(jī)與外界局域網(wǎng)的連接是通過(guò)通信適配器進(jìn)行。

計(jì)算機(jī)通過(guò)適配器和局域網(wǎng)進(jìn)行通信.png

CSMA/CD協(xié)議

為了通信的方便以太網(wǎng)采取兩種措施：

• 采用較為靈活的無(wú)連接的工作方式，即不必先建立連接就可以直接發(fā)送數(shù)據(jù)。以太網(wǎng)采用的協(xié)調(diào)方法和上面的辦法非常像,它使用的協(xié)議是CSMA/CD,意思是載波監(jiān)聽(tīng)多點(diǎn)接入/碰撞檢測(cè)(Carrier Sense Multiple Access with Collision Deigction)。
• 第二,以太網(wǎng)發(fā)送的數(shù)據(jù)都使用曼徹斯特(Manchester)編碼的信號(hào)。

CSMA/CD協(xié)議的要點(diǎn)：

• “多點(diǎn)接入”就是說(shuō)明這是總線(xiàn)型網(wǎng)絡(luò),許多計(jì)算機(jī)以多點(diǎn)接入的方式連接在一根總線(xiàn)上。協(xié)議的實(shí)質(zhì)是“載波監(jiān)聽(tīng)”和“碰撞檢測(cè)"

• "載波監(jiān)聽(tīng)”就是用電子技術(shù)檢測(cè)總線(xiàn)上有沒(méi)有其他計(jì)算機(jī)也在發(fā)送,其實(shí)總線(xiàn)上并沒(méi)有什么“載波”,這里只不過(guò)借用一下“載波”這個(gè)名詞而已,因此載波監(jiān)聽(tīng)就是檢測(cè)信道,這是個(gè)很重要的措施。不管在發(fā)送前,還是在發(fā)送中,每個(gè)站都必須不停地檢測(cè)信道。
  在發(fā)送前檢測(cè)信道,是為了獲得發(fā)送權(quán),如果檢測(cè)出已經(jīng)有其他站在發(fā)送,則自己就暫時(shí)不許發(fā)送數(shù)據(jù),必須要等到信道變?yōu)榭臻e時(shí)才能發(fā)送。在發(fā)送中檢測(cè)信道,是為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)有沒(méi)有其他站的發(fā)送和本站發(fā)送的碰撞。這就稱(chēng)為碰撞檢測(cè)。

• “碰撞檢測(cè)”也就是“邊發(fā)送邊監(jiān)聽(tīng)”,即適配器邊發(fā)送數(shù)據(jù)邊檢測(cè)信道上的信號(hào)電壓的變化情況,以便判斷自己在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)其他站是否也在發(fā)送數(shù)據(jù)。

可以把CSMA/CD協(xié)議的要點(diǎn)歸納如下:

• (1)準(zhǔn)備發(fā)送:適配器從網(wǎng)絡(luò)層獲得一個(gè)分組,加上以太網(wǎng)的首部和尾部(見(jiàn)后面的3.4.3節(jié)),組成以太網(wǎng)幀,放入適配器的緩存中。但在發(fā)送之前,必須先檢測(cè)信道。
• (2)檢測(cè)信道:若檢測(cè)到信道忙,則應(yīng)不停地檢測(cè),一直等待信道轉(zhuǎn)為空閑。若檢測(cè)到信道空閑,并在96比特時(shí)間內(nèi)信道保持空閑(保證了幀間最小間隔),就發(fā)送這個(gè)幀。

• (3)在發(fā)送過(guò)程中仍不停地檢測(cè)信道,即網(wǎng)絡(luò)適配器要邊發(fā)送邊監(jiān)聽(tīng)。這里只有兩種可能性:
  • ①發(fā)送成功:在爭(zhēng)用期內(nèi)一直未檢測(cè)到碰撞。這個(gè)幀肯定能夠發(fā)送成功。發(fā)送完畢后,其他什么也不做。然后回到(1).
  • ②發(fā)送失敗:在爭(zhēng)用期內(nèi)檢測(cè)到碰撞,這時(shí)立即停止發(fā)送數(shù)據(jù),并按規(guī)定發(fā)送人為干擾信號(hào)。適配器接著就執(zhí)行指數(shù)退避算法,等待r倍512比特時(shí)間后,返回到步驟(2),維續(xù)檢測(cè)信道,但若重傳達(dá)16次仍不能成功,則停止重傳而向上報(bào)錯(cuò)。
    以太網(wǎng)每發(fā)送完一幀,一定要把已發(fā)送的幀暫時(shí)保留一下,如果在爭(zhēng)用期內(nèi)檢測(cè)出發(fā)生了碰撞,那么還要在推遲一段時(shí)間后再把這個(gè)暫時(shí)保留的幀重傳一次。

本章重點(diǎn)

• 鏈路是從一個(gè)結(jié)點(diǎn)到相鄰結(jié)點(diǎn)的一段物理線(xiàn)路,數(shù)據(jù)鏈路則是在鏈路的基礎(chǔ)上增加了一些必要的硬件(如網(wǎng)絡(luò)適配器)和軟件(如協(xié)議的實(shí)現(xiàn))。
• 數(shù)據(jù)鏈路層使用的信道主要有點(diǎn)對(duì)點(diǎn)信道和廣播信道兩種。
• 數(shù)據(jù)鏈路層傳送的協(xié)議數(shù)據(jù)單元是幀。數(shù)據(jù)鏈路層的三個(gè)基本問(wèn)題則是:封裝成鎖、透明傳輸和差錯(cuò)檢測(cè)。
• 循環(huán)冗余檢驗(yàn)CRC是一種檢錯(cuò)方法,而幀檢驗(yàn)序列FCS是添加在數(shù)據(jù)后面的元余碼。
• 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議PPP是數(shù)據(jù)鏈路層使用最多的一種協(xié)議,它的特點(diǎn)是:簡(jiǎn)單;只檢測(cè)差錯(cuò),而不是糾正差錯(cuò):不使用序號(hào),也不進(jìn)行流量控制;可同時(shí)支持多種網(wǎng)絡(luò)層h議.
• PPPOE是為寬帶上網(wǎng)的主機(jī)使用的鏈路層協(xié)議。
• 局域網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)是:具有廣播功能,從一個(gè)站點(diǎn)可很方便地訪(fǎng)問(wèn)全網(wǎng):便于系統(tǒng)的擴(kuò)展和逐漸演變;提高了系統(tǒng)的可靠性、可用性和生存性。
• 共享通信媒體資源的方法有二:一是靜態(tài)劃分信道(各種復(fù)用技術(shù)),二是動(dòng)態(tài)媒體接入控制,又稱(chēng)為多點(diǎn)接入(隨機(jī)接入或受控接入)。
• IEEE 802委員會(huì)曾把局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層拆成兩個(gè)子層,即邏輯鏈路控制(LLC)子層(與傳輸媒體無(wú)關(guān))和媒體接入控制(MAC)子層(與傳輸媒體有關(guān)),但現(xiàn)在LCC子層已成為歷史
• 計(jì)算機(jī)與外界局域網(wǎng)的通信要通過(guò)通信適配器(或網(wǎng)絡(luò)適配器),它又稱(chēng)為網(wǎng)絡(luò)接口卡或網(wǎng)卡。計(jì)算機(jī)的硬件地址就在適配器的ROM中.
• 以太網(wǎng)采用無(wú)連接的工作方式,對(duì)發(fā)送的數(shù)據(jù)幀不進(jìn)行編號(hào),也不要求對(duì)方發(fā)回確認(rèn)。目的站收到有差錯(cuò)幀就把它丟棄,其他什么也不做。
• 以太網(wǎng)采用的協(xié)議是具有沖突檢測(cè)的載波監(jiān)聽(tīng)多點(diǎn)接入CSMA/CD.協(xié)議的要點(diǎn)是:發(fā)送前先監(jiān)聽(tīng),邊發(fā)送邊監(jiān)聽(tīng),一旦發(fā)現(xiàn)總線(xiàn)上出現(xiàn)了碰撞,就立即停止發(fā)送。然后按照退避算法等待一段隨機(jī)時(shí)間后再次發(fā)送。因此,每一個(gè)站在自己發(fā)送數(shù)據(jù)之后的一小段時(shí)間內(nèi),存在著遭遇碰撞的可能性。以太網(wǎng)上各站點(diǎn)都平等地爭(zhēng)用以太網(wǎng)信道
• 傳統(tǒng)的總線(xiàn)以太網(wǎng)基本上都是使用集線(xiàn)器的雙絞線(xiàn)以太網(wǎng),這種以太網(wǎng)在物理上是星形網(wǎng),但在邏輯上則是總線(xiàn)形網(wǎng).集線(xiàn)器工作在物理層,它的每個(gè)接口僅僅簡(jiǎn)單地轉(zhuǎn)發(fā)比特,不進(jìn)行碰撞檢測(cè)
• 以太網(wǎng)的硬件地址,即MAC地址實(shí)際上就是適配器地址或適配器標(biāo)識(shí)符,與主機(jī)所在的地點(diǎn)無(wú)關(guān)。源地址和目的地址都是48位長(zhǎng)。
• 以太網(wǎng)的適配器有過(guò)濾功能,它只接收單播幀、廣播頓或多播幀。
• 使用集線(xiàn)器可以在物理層擴(kuò)展以太網(wǎng)(擴(kuò)展后的以太網(wǎng)仍然是一個(gè)網(wǎng)絡(luò))。
• 交換式集線(xiàn)器常稱(chēng)為以太網(wǎng)交換機(jī)或第二層交換機(jī)(工作在數(shù)據(jù)鏈路層),它就是一個(gè)多接口的網(wǎng)橋,而每個(gè)接口都直接與某臺(tái)單主機(jī)或另一個(gè)集線(xiàn)器相連,且工作在全雙工方式。以太網(wǎng)交換機(jī)能同時(shí)連通許多對(duì)的接口,使每一對(duì)相互通信的主機(jī)都能像獨(dú)占通信媒體那樣,無(wú)碰撞地傳輸數(shù)據(jù)。
• 高速以太網(wǎng)有100 Mbils的快速以太網(wǎng)、吉比特以太網(wǎng)和10 Gbits的10吉比特以太網(wǎng)。最近還發(fā)展到100吉比特以太網(wǎng)。在寬帶接入技術(shù)中,也常使用高速以太網(wǎng)進(jìn)行接入