计算机网络华南理工大学期末重点第三章数据链路层谢希仁

Posted 2021-06-18 scarletttttttttt

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了计算机网络华南理工大学期末重点第三章数据链路层谢希仁相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

计算机网络华南理工大学期末重点第三章数据链路层

《计算机网络（第七版）》谢希仁

前言

笔者是自动化专业，以下是大二上学期期末时，整理的一些复习笔记，既一些常考点，这是第三章《数据链路层》如有错误和需要补充的地方，欢迎留言指正。

基础概念

数据链路层：面向网络（网际）层提供以帧为单位的针对一条数据链路的无差错数据传送服务。

①　链路：一条无源的点到点的物理线路段，中间没有任何其他的交换结点。

②　数据链路（信道）：在连接生存期内，收发两端可以进行不等的一次或多次数据通信，每次通信都要经过建立通信链路和拆除通信链路两过程。

③　帧：一段数据的前后分别添加首部和尾部

④　MTU(最大传输单元):用来通知对方所能接受数据服务单元的最大尺寸

⑤　误码率:传输错误的比特占所传输比特总数的比率

⑥　PPP(点对点协议)：在同等单元之间传输数据包这样的简单链路设计的链路层协议

⑦　CSMA/CD：
1，监听到信道空闲时，并不是立即发送，而是等待一段时间再发送数据。
2，先发送一个很小的信道侦测帧RTS，如果收到最近的接入点返回的CTS，就认为信道是空闲的，然后再发送数据

⑧　帧检验序列FCS：在数据后面添加上的冗余码

⑨　曼彻斯特编码：彻斯特编码，常用于局域网传输。在曼彻斯特编码中，每一位的中间有一跳变，位中间的跳变既作时钟信号，又作数据信号；从高到低跳变表示"0"，从低到高跳变表示"1"。

⑩　争用期：以太网的端到端往返时延2t（端到端往返时延）称为争用期，或碰撞窗口

⑪　集线器HUB：在星型与树型网络拓扑结构，无碰撞检测，工作在物理层

⑫　MAC（物理地址）：MAC地址用于在网络中唯一标示一个网卡

⑬　网桥：工作在数据链路层，它根据 MAC 帧的目的地址对收到的帧进行转发。

⑭　交换机（多接口网桥/交换式集线器）：链路层，每个接口都直接与主机相连，并且一般都工作在全双工方式。同时连通许多对的接口，使每一对相互通信的主机都能像独占通信媒体那样，进行无碰撞地传输数据。

⑮　单播：客户端与服务器之间的点到点连接

⑯　组播：以"尽力而为"的形式发送信息到某个目标组

⑰　广播：目的地址为网络中所有设备的一种传输方式

⑱　VLAN（虚拟局域网）：由一些局域网网段构成的与物理位置无关的逻辑组

⑲　CSMA/CA： CSMA 增加一个碰撞避免(Collision Avoidance)功能

⑳　接入点AP：基本服务集内的基站（类似网桥）

①　分配系统DS：通过AP连接的一个分配系统

②　服务集标识符SSID：安装AP时为AP分配的

③　基本服务集BSS与扩展服务集ESS：BSS（一个基站和若干个移动站）ESS（通过AP接入DS再接入另一个BSS）

④　热点：略

⑤　移动自组网络：自组网络是没有固定基础设施（即没有 AP）的无线局域网。

⑥　802.11：无线局域网通用的标准

简答题

①　数据链路层的任务：
(1) 封装成帧：在一段数据的前后分别添加首部和尾部，然后就构成了一个帧。确定帧的界限。
(2) 透明传输：将数据中的定界符转为其它符号的任务
(3) 差错控制：为了保证数据传输的可靠性，在计算机网络传输数据时，必须采用各种差错检测措施。

②　数据链路层使用的信道分类
点对点信道。这种信道使用一对一的点对点通信方式。
广播信道。这种信道使用一对多的广播通信方式，因此过程比较复杂。广播信道上连接的主机很多，因此必须使用专用的共享信道协议来协调这些主机的数据发送。

③　CRC循环冗余
推荐华工网课第三章3.4节，我认为讲的听清楚的
中国大学MOOC 华南理工大学计算机网络

④　PPP协议及信道链路层控制
一个将 IP 数据报封装到串行链路的方法。
链路控制协议 LCP (Link Control Protocol)。
网络控制协议 NCP (Network Control Protocol)。

⑤　以太网的链路控制CSMA/CD

⑥　从数据链路层角度，PPP与以太网区别

⑦　什么以太网可以不需要帧定界及传输前对数据进行转义（字符填充）

⑧　CSMA/CD工作原理。
“多点接入”表示许多计算机以多点接入的方式连接在一根总线上。
“载波监听”是指每一个站在发送数据之前先要检测一下总线上是否有其他计算机在发送数据，如果有，则暂时不要发送数据，以免发生碰撞。
“碰撞检测”就是计算机边发送数据边检测信道上的信号电压大小。

⑨　以太网的拓扑结构。
总线型以太网
星型以太网（利用集线器）

⑩　为什么说使用集线器的星型以太网本质上仍然是总线网？
各工作站使用的还是 CSMA/CD 协议，并共享逻辑上的总线。

⑪　以太网物理地址(MAC)的结构。
目的地址6+原地址6+类型2+数据46~1500+FCS 4（字节）
类型：用来标志上一层使用的是什么协议
数据：最小字节长度64字节-首部尾部18字节（小于64字节为无效，大于1500字节不行）
前同步码+帧定界符+MAC帧（以太网帧）：为了达到比特同步，在传输媒体上实际传送的要比 MAC 帧还多 8 个字节。

⑫　以太网扩展的手段有哪些？
在物理层扩展局域网：主机使用光纤和一对光纤调制解调器连接到集线器
在数据链路层扩展局域网：
网桥收到一个帧时，并不是向所有的接口转发此帧，而是先检查此帧的目的 MAC 地址，然后再确定将该帧转发到哪一个接口。（交换机也行）

⑬　网桥、交换机的工作原理。网桥、交换机与集线器的区别。
网桥与集线器：
集线器在转发帧时，不对传输媒体进行检测。
网桥在转发帧之前必须执行 CSMA/CD 算法。
网桥与交换器：
网桥在转发帧之前必须执行CSMA/CD 算法。

⑭　有哪些高速以太网技术，高速以太网与传统以太网技术上有什么区别与联系。
100 Mb/s 的以太网称为高速以太网
区别与联系：
1.802.3u标准，使用半双工工作方式下使用CSMA/CD协议。
2.配合交换机，可在全双工方式下工作而无冲突发生，在该种工作状态下，不使用 CSMA/CD 协议。
3.MAC 帧格式仍然是 802.3 标准规定的。
4.保持最短帧长不变，但将一个网段的最大电缆长度减小到 100 m。
5.帧间时间间隔从原来的9.6us改为现在的0.96us，争用期5.12us。

⑮　VLAN的技术特点及用途。
这些网段具有某些共同的需求。
每一个 VLAN 的帧都有一个明确的标识符，指明发送这个帧的工作站是属于哪一个 VLAN。

⑯　无线局域网包括哪两种类型？有固定设施的无线局域网的组成？
有固定基础设施的无线局域网和移动自组网络
图片来自华南理工大学MOOC

⑰　CSMA/CA工作原理。与有线以太网CSMA/CD协议相比有何异同？
CSMA 增加一个碰撞避免(Collision Avoidance)功能

⑱　存在AP的802.11无线局域网中，两台移动站之间通讯，发送站是否可将数据帧直接发给接收站？
不能，必须通过关联AP

其他

物理层：集线器
链路层：网桥、交换机
网络层：路由器

透明网桥：
网桥收到一帧后先进行自学习。查找转发表中与收到帧的源地址有无相匹配的项目。如果没有，就在转发表中增加一个项目。如果有，则把原有的项目进行更新。
转发帧。查找转发表中与收到帧的源地址有无相匹配的项目。如果没有，则通过所有其他接口进行转发。如果有，则按转发表中给出的接口进行转发。但应注意，若转发表中给出的接口就是该帧进入网桥的接口，则应丢弃这个帧。

课内老师讲的实在是糊涂QAQ，因此我都是自学的，看书+网课，网课。网课看的是华南理工大学的（内容比较简略，比较易懂，但不是很全面），以及北京交通大学的。