3数据链路层

Posted 2020-09-12 柳柳大人

 数据链路层传输单元：帧

首部和尾部加上数据部分封装成帧，首部和尾部作用是帧定界

循环冗余校验CRC

硬件：交换机、网桥

PPP：

既面向字符（异步传输），又面向比特（同步传输）

为解决透明传输问题，异步传输时使用字符填充法，同步传输时使用零比特填充法

CSMA/CD与CSMA/CA：

CSMA/CD用于以太网冲突检测，CSMA/CA用于无线网冲突检测；

CSMA/CD发送前先检测信道，信道空闲就立即发送，信道忙就随机推迟发送；

CSMA/CD边发送边检测信道，一发现碰撞就立即停止发送；

CSMA/CA设计要尽量减少碰撞发生的概率，使用停止等待协议

差错检验（CRC）与冗余码（FCS）：

冗余码可由CRC产生

帧失序、帧丢失、帧重复

目的6，源6，类型2，FCS4

高速以太网：

100M以太网最短帧长不变，端到端传输距离为10M的1/10

网桥的优缺点：

优点：过滤通信量，增大吞吐量；

      扩大了物理范围；

      提高了可靠性；

      可互连不同物理层，不同MAC子层和不同速率的以太网

缺点：增加了时延；

      在MAC子层没有流量控制功能；

      只适用于用户数不太多和通信量不太大的以太网，否则可能出现广播风暴    

PPP协议不使用序号和确认机制的原因：

在数据链路层出现差错的概率不大时，使用比较简单的PPP协议较为合理；

在因特网环境下，PPP的信息字段放入的数据是IP数据报。数据链路层的可靠传输并不能够保证网络层的传输也是可靠的；

帧检验序列FCS字段可保证无差错接受。

PPP包含三个主要成分：

一种成帧方法；

链路控制协议LCP，用来建立、配置和测试数据链路连接；

网络控制协议NCP，用以建立和配置不同的网络层协议。

PPP协议的工作状态：

用户拨号，建立物理连接；

发送封装有LCP分组的PPP帧，配置PPP链路（协商PPP参数：最大帧长，认证等）；

发送一系列封装NCP分组的PPP帧，配置网络层信息（对于IP，NCP分配IP地址，该用户PC机就成为因特网上的一台临时合法主机）；

使用因特网上进行通信；

NCP释放网络层连接，并回收IP地址；

LCP释放链路连接；

计算机通知Modem挂断线路，释放物理连接

CSMA/CD载波监听多点接入/碰撞检测：

先听后发、边听边发、冲突停止、延迟重发

载波监听不能完全消除冲突的原因：

电磁波在总线上是以有限的速率传播的

5－4－3－2－1规则：

最多只能有5个网段，4个转发器，只允许3个网段有设备，其他2个只是扩展网络而不能连接任何站点，组成1个共享以太网

网桥和集线器的区别：

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

无线局域网却不能简单地搬用CSMA/CD协议的原因：

在无线局域网的适配器上，接收信号的强度往往会远小于发送信号的强度，因此若要实现碰撞检测，那么在硬件上需要的花费就会过大；

在无线局域网中，并非所有的站点都能够听见对方，而“所有站点都能够听见对方”正是实现CSMA/CD协议必须具备的基础

未能检测出媒体上已存在的信号的问题叫做隐蔽站问题：

C收不到A的RTS，但能收到B的CTS，从而不发送数据

B 向A 发送数据并不影响C 向D 发送数据叫做暴露站问题：

C收到B的CTS，但收不到A的RTS，从而向D发送数据

CSMA/CA采取避免碰撞的措施：

规定帧间间隔IFS；

采用虚拟载波监听机制；

使用二进制指数退避算法；

预约信道

IPv6固定首部40字节，扩展首部与数据部分合为有效载荷

由物理层、数据链路层和网络层组成的通信子网为网络环境中的相邻结点之间的点对点通信服务，而传输层是为网络环境中的主机应用进程提供端到端进程通信服务