计算机网络札记(3)-- 数据链路层

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本文已参与「新人创作礼」活动,一起开启掘金创作之路。

概念

数据链路层:封装成帧,透明传输,差错控制

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链路管理:数据链路层的建立,维持和释放

流量控制:双方通信能力也许不一样,这个时候就需要控制传输

差错控制:位错(采用CRC检验比较好,然后自己发送请求ARQ),帧错(丢失,重复,失序)

透明传输:封装成帧,有帧定界

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组帧

解决问题: 帧定界(头部,尾部),帧同步,透明传输

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字符填充:SOH开头,EOT结束,在特殊字符前加ESC转义

零比特填充:以01111110开始和结束,有多于5个1就填充一个1

差错控制

差错编码 → 自动重传请求 ARQ和 前向纠错FEC

ARQ → 出错重发

FEC → 不仅能检错,并且知道在哪儿错了

流量控制、可靠传输

停止-等待流量控制基本原理 → 发一帧,等一帧,不反馈,一直等

滑动窗口 → 维护一组连续的允许发送的序号,发送窗口的最老的值已经发出去了并且收到回复了,就可以滑动窗口了,接受窗口接受到了最老的值,就可以滑动窗口,并且响应数据了。

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信道吞吐率 = 信道利用率 x 发送方的发送速率

静态划分信道

频分复用→ FDM

时分复用→TDM

波分复用→WDM

码分复用→CDM

动态划分信道

CSMA/CD → 先听先发,边听边发,冲突停发,随机重发

最短帧长 = 总线传播时延X数据传输速率X 2

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局域网

三种特殊局域网拓扑结构→ 以太网(总线,物理:星形)、令牌网(环状,物理:星形)、FDDI(环形,物理:双环)

MAC子层: 组帧,拆帧,比特传输差错控制,透明传输

LLC 子层:提供无连接、面向连接、带确认无连接、高速传送

MAC 帧

V2帧格式

前导码:同步用,7个字节

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image_me7s1ld-R1.png 100BASE-T以太网

使用CSMA/CD 协议,支持全双工、半双工。规定最短帧长不变,将一个网段内的电缆长度减小到100m,帧间隔时常从9.6us减少到0.96us

📌MAC 采取的是无连接的工作方式,并且不对发送的数据帧编号,也不要求对方发送确认

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PPP协议

  • 链路控制协议(LCP)

  • 网络控制协议(NCP)

  • 将IP数据报封装到串行链路

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ppp 是点对点的,所有不需要最短帧,但是我们规定了一下最大帧,所有范围为[0~1500]

ppp 提供差错检测,不提供纠错能力,可以保证无差错接受,不可靠,不使用序号和确认机制

仅仅支持点对点的链路通信,不支持多点线路

ppp只支持全双工链路

ppp 同步时(SONET/SDH等同步线路) 使用 零比特填充法

ppp 异步时 采用字符填充法

ppp 与 HDLC的差别:

ppp协议是面向字节的,HDLC协议是面向比特的。

ppp帧笔HDLC帧多一个2字节的协议字段

ppp 协议不使用序号和确认机制,只保证无差错接收。差错上层控制

HDLC协议的信息帧使用了编号和确认机制。

冲突域&广播域

冲突域,两台机器同时发送东西,会产生冲突,这就是冲突域,主要不是全双工

广播域,两台机器发送消息,广播的范围 arp解析解析?

所有,物理层可以谁都隔离不了,数据链路层像交换机是全双工,所有可以隔离冲突域,但是二层交换机工作模式是记录mac地址,然后存储转发或者直接转发,所以,他广播不了东西,也隔离不了广播域,但是三层交换机和路由器,则更高层一点,比如三层交换机划分vlan,那么,不在一个vlan下的东西 ,他就不能直接通信,你数据链路层的mac帧,他需要有物理层去解析吗,不需要,所以数据链路层隔离不了广播域,但是,到了网络层,我们可以隔离冲突域和广播域了,我们可以划分一个子网,然后在子网内部通信,现在是什么东西?当然是ip地址,对于ip地址,我们就需要去arp解析他的东东,所以,有广播域

交换机

直接交换时,只检测首部6B,然后就直接交互出去了

存储转发,校验无误转发出去,有延迟

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