2、物理层&&链路层

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物理层

一、通信方式

根据信息在传输线上的传送方向,分为以下三种通信方式:

  • 单工通信:单向传输
  • 半双工通信:双向交替传输
  • 全双工通信:双向同时传输

二、带通调制

模拟信号是连续的信号,数字信号是离散的信号。带通调制是把数字信号转化为模拟信号。

链路层

一、基本问题

  1. 封装成帧

    将网络层传下来的分组添加首部和尾部,用于标记帧的开始与结束。

  2. 透明传输

    透明是表示一个世纪存在的事务,看起来好像不存在一样。

    透明传输的内容是转义符号,用户察觉不到转义符的存在。

  3. 差错检测

    目前数据链路层广泛使用了循环冗余检测(CRC)来检查比特差错。

二、信道分类

  1. 广播信道

    一对多通信,一个节点发送的数据能够被广播上的所有节点收到。

    所有节点在同一个广播上通信,容易产生冲突碰撞。

    主要的协调方式有:信道复用技术和CSMA/CD协议。

  2. 点对点信道

    一对一通信,不会发生冲突碰撞,使用PPP协议进行控制。

三、信道复用技术

  1. 频分复用

    频分复用的所有主机在相同时间占用不同的频带宽资源。

  2. 时分复用

    时分复用的所有主机在不同时间占用的频率带宽资源。

    频分和时分,主机一直会占用一定的资源,对信道的利用率不高。

  3. 统计时分复用

    是对时分复用的优化,不固定每个用户在时分复用帧中的位置,只要有数据就集中组成统计时分复用帧后发送。

  4. 波分复用

    光的频分复用,由于光的频率很高,因此习惯用波长而不是频率来表示使用的光载波。

  5. 码分复用

    详情见百度。

四、CSMA/CD协议

表示载波监听多点接入、碰撞检测

  • 多点接入:总线型网络,许多主机以多点的方式连接到总线上。
  • 载波监听:每个主机不停监听信道。
  • 碰撞检测:发送中,若监听到其他主机正则发送数据,表示发生了碰撞。

五、PPP协议

互联网用户通常需要连接到某个ISP后才接入互联网,PPP协议就是用户计算机和ISP进行通信时使用的数据链路层协议。

PPP的帧格式:

  • F为定界符
  • A和C字段暂无意义
  • FCS字段就是CRC检测序列
  • 信息部的长度不超过1500

六、MAC地址

MAC 地址是链路层地址,长度为 6 字节(48 位),用于唯一标识网络适配器(网卡)。

一台主机拥有多少个网络适配器就有多少个 MAC 地址。例如笔记本电脑普遍存在无线网络适配器和有线网络适配器,因此就有两个 MAC 地址。

七、局域网

局域网是一种典型的广播信道,主要特点是网络为一个单位拥有,且地理位置范围和站点数有限。

八、以太网

以太网是一种星型拓扑结构局域网。

以太网帧格式:

  • 类型:标记上层使用的协议
  • 数据:长度在46-1500之间
  • FCS:帧检验序列,使用CRC检验

九、交换机

交换机具有自学习能力,学习的是交换表的内容,交换表中存储着 MAC 地址到接口的映射。

十、虚拟局域网

虚拟局域网可以建立与物理位置无关的逻辑组,只有在同一个虚拟局域网中的成员才会收到链路层广播信息。