網(wǎng)絡(luò) 數(shù)據(jù)鏈路層

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1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（第5版）第3章數(shù)據(jù)鏈路層第3章數(shù)據(jù)鏈路層*3.1使用點(diǎn)對點(diǎn)信道的數(shù)據(jù)鏈路層3.1.1數(shù)據(jù)鏈路和幀3.1.2三個基本問題*3.2點(diǎn)對點(diǎn)協(xié)議PPP3.2.1PPP協(xié)議的特點(diǎn)3.2.2PPP協(xié)議的幀格式3.2.3PPP協(xié)議的工作狀態(tài)第3章數(shù)據(jù)鏈路層（續(xù)）*3.3使用廣播信道的數(shù)據(jù)鏈路層3.3.1局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層3.3.2CSMA/CD協(xié)議3.4使用廣播信道的以太網(wǎng)*3.4.1使用集線器的星形拓?fù)?.4.2以太網(wǎng)的信道利用率*3.4.3以太網(wǎng)的MAC層第3章數(shù)據(jù)鏈路層（續(xù)）*3.5擴(kuò)展的以太網(wǎng)3.5.1在物理層擴(kuò)

2、展以太網(wǎng)3.5.2在數(shù)據(jù)鏈路層擴(kuò)展以太網(wǎng)*3.6高速以太網(wǎng)3.6.1100BASE-T以太網(wǎng)3.6.2吉比特以太網(wǎng)3.6.310吉比特以太網(wǎng)3.6.4使用高速以太網(wǎng)進(jìn)行寬帶接入3.7其他類型的高速局域網(wǎng)接口數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層為網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)，在相鄰結(jié)點(diǎn)間傳遞網(wǎng)絡(luò)層分組。數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層使用的信道主要有以下兩種類型：點(diǎn)對點(diǎn)信道。這種信道使用一對一的點(diǎn)對點(diǎn)通信方式。廣播信道。這種信道使用一對多的廣播通信方式，因此過程比較復(fù)雜。廣播信道上連接的主機(jī)很多，因此必須使用專用的共享信道協(xié)議來協(xié)調(diào)這些主機(jī)的數(shù)據(jù)發(fā)兩大類鏈路點(diǎn)對點(diǎn)的

3、鏈路共享鏈路點(diǎn)對點(diǎn)的鏈路在實(shí)際應(yīng)用中，點(diǎn)到點(diǎn)鏈路的通信主要用在幾種情況：第一種是兩個網(wǎng)絡(luò)之間通過路由器互連，即路由器之間的點(diǎn)到點(diǎn)的連接。第二種是撥號接入在就是廣域網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層的簡單模型局域網(wǎng)廣域網(wǎng)主機(jī)H1主機(jī)H2路由器R1路由器R2路由器R3電話網(wǎng)局域網(wǎng)主機(jī)H1向H2發(fā)送數(shù)據(jù)鏈路層應(yīng)用層運(yùn)輸層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層應(yīng)用層運(yùn)輸層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層物理層R1R2R3H1H2從層次上來看數(shù)據(jù)的流動數(shù)據(jù)鏈路層的簡單模型(續(xù)）局域網(wǎng)廣域網(wǎng)主機(jī)H1主機(jī)H2路由器R1路由器R2路由器R3電話網(wǎng)局

4、域網(wǎng)主機(jī)H1向H2發(fā)送數(shù)據(jù)鏈路層應(yīng)用層運(yùn)輸層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層應(yīng)用層運(yùn)輸層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層物理層R1R2R3H1H2僅從數(shù)據(jù)鏈路層觀察幀的流動前面圖示指出，從數(shù)據(jù)鏈路層來看，H1到H2的通信可以看成由4段不同的鏈路層通信組成。H1→R1,R1→R2,R2←R3,R3→H2這4段不同的鏈路層可能采用不同的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議。概述備注這三段鏈路可能采用了不同的鏈路層協(xié)議，因此封裝時首部和尾部可能個不相同。如H2,H2’,H2’’;T2,T2’,T2’’對于主機(jī)只有一個網(wǎng)絡(luò)接口，所以只

5、有一個數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，而路由器則有多個網(wǎng)絡(luò)接口，不同的接口接不同的網(wǎng)絡(luò)，所以路由器的不同的接口運(yùn)行不同的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議。3.1使用點(diǎn)對點(diǎn)信道的數(shù)據(jù)鏈路層3.1.1數(shù)據(jù)鏈路和幀點(diǎn)對點(diǎn)鏈路是兩個結(jié)點(diǎn)直接相連的鏈路，是兩個結(jié)點(diǎn)之間唯一的一條通路，多用于遠(yuǎn)程網(wǎng)。3.1使用點(diǎn)對點(diǎn)信道的數(shù)據(jù)鏈路層3.1.1數(shù)據(jù)鏈路和幀鏈路(link)是一條無源的點(diǎn)到點(diǎn)的物理線路段，中間沒有任何其他的交換結(jié)點(diǎn)。在進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時，兩個計(jì)算機(jī)之間的通信路徑往往要經(jīng)過許多段這樣的鏈路，可見鏈路只是一條路徑的組成部分。3.1使用點(diǎn)對點(diǎn)信道的數(shù)據(jù)鏈路層3.1

6、.1數(shù)據(jù)鏈路和幀數(shù)據(jù)鏈路(datalink)除了物理線路外，還必須有通信協(xié)議來控制這些數(shù)據(jù)的傳輸。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)鏈路?，F(xiàn)在最常用的方法是使用適配器（即網(wǎng)卡）來實(shí)現(xiàn)這些協(xié)議的硬件和軟件。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。IP數(shù)據(jù)報(bào)1010……0110幀取出數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層鏈路結(jié)點(diǎn)A結(jié)點(diǎn)B物理層數(shù)據(jù)鏈路層結(jié)點(diǎn)A結(jié)點(diǎn)B幀(a)(b)發(fā)送幀接收鏈路IP數(shù)據(jù)報(bào)1010……0110幀裝入數(shù)據(jù)鏈路層傳送的是幀數(shù)據(jù)鏈路層像個數(shù)字管道常常在兩個對等的數(shù)據(jù)鏈路層之間畫出一個數(shù)字管道，

7、而在這條數(shù)字管道上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)單位是幀。早期的數(shù)據(jù)通信協(xié)議曾叫作通信規(guī)程(procedure)。因此在數(shù)據(jù)鏈路層，規(guī)程和協(xié)議是同義語。結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)幀幀3.1.2三個基本問題數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議很多，但有三個基本問題則是共同的。(1)封裝成幀(2)透明傳輸(3)差錯控制1.封裝成幀封裝成幀(framing)就是在一段數(shù)據(jù)的前后分別添加首部和尾部，然后就構(gòu)成了一個幀。確定幀的界限。首部和尾部的一個重要作用就是進(jìn)行幀定界。幀結(jié)束幀首部IP數(shù)據(jù)報(bào)幀的數(shù)據(jù)部分幀尾部?MTU數(shù)據(jù)鏈路層的幀長開始發(fā)送幀開始關(guān)于MTU幀的數(shù)據(jù)部分的長度上限顯然

8、，為了提高幀的傳輸效率，應(yīng)當(dāng)使幀的數(shù)據(jù)部分長度盡可能地大于首部和尾部的長度。但是，每一種數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議都規(guī)定了幀的數(shù)據(jù)部分的長度上限—最大傳輸單元MTU用控制字符進(jìn)行幀定界的方法舉例幀開始符幀結(jié)束符發(fā)送在前SOH裝在幀中的數(shù)據(jù)部分幀EOT當(dāng)數(shù)據(jù)是由ASC碼組成的文本文件時，幀定界可以使用特殊的控制字符SOH和EOT完成。2.透明傳