2016.6.13 计算机网络复习要点第三章 数据链路层

**数据链路层使用的信道主要有以下两类:

(1)点对点信道:使用一对一的点对点通信方式。

(2)广播信道:使用一对多的广播通信方式。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。

3.1使用点对点信道的数据链路层

**链路:就是从一个结点到相邻结点的一段物理线路(有线或无线),而中间没有任何其他的交换结点。链路只是一条路径的组成部分。

**数据链路:当需要在一条线路上传送数据时,除了必须有一条物理线路外,还必须有一些必要的通信协议来控制这些数据的传输。若把实现这些协议的硬件和软件加到链路上,就构成了数据链路。现在最常用的方法是使用网络适配器(既有硬件,也包括软件)来实现这些协议。

(1)协议数据单元--帧

**数据链路层把网络层交下来的数据构成帧发送到链路上,以及把接收到的帧中的数据取出并交给网络层。

**三层模型:每个结点(主机和路由器之间或两个路由器之间)只有下三层--网络层,数据链路层,物理层。

**点对点信道的数据链路层在进行通信时的主要步骤:

①结点A的数据链路层把网络层交下来的IP数据报添加到首部和尾部封装成帧。

②结点A把封装好的帧发送给点B的数据链路层。

③若结点B的数据链路层收到的帧无差错,则从收到的帧中提取出IP数据报上交给上面的网络层;否则丢弃这个帧。

3.2  三个基本问题

(1)封装成帧:

**封装成帧就是在一段数据的前后分别添加首部和尾部,这样就构成了一个帧。接收端在收到物理层上交的比特流后,就能根据首部和尾部的标记,从收到的比特流中识别帧的开始和结束。

**一个帧的帧长就等于帧的数据部分加上帧首部和帧尾部的长度。

**首部和尾部一个重要作用就是进行帧定界(即确定帧的界限)。

**每一种链路层协议都规定了所能传送的帧的数据部分长度上限--最大传送单元MTU。

**帧定界可以使用特殊的帧定界符,SOH(帧开始符)和EOT(帧结束符),它们的十六进制编码分别是01和04。

(2)透明传输:

**透明:某一个实际存在的事物看起来却是好像不存在一样。

**在数据链路层透明传送数据:表示无论什么样的比特组合的数据都能够通过这个数据链路层。因此,对所传送的数据来说,这些数据就“看不见”数据链路层有什么妨碍数据传输的东西。

**字节填充(字符填充):为了解决透明传输的问题,就必须设法使数据中可能出现的控制字符“SOH”和“EOT”在接收端不被解释为控制字符。发送端的数据链路层在数据中出现控制字符“SOH”和“EOT”的前面插入一个转义字符“ESC”,而在接收端的数据链路层在把数据送往网络层之前删除这个插入的转义字符。

(3)差错控制:

**比特差错:比特在传输过程中可能会产生差错:1可能变成0,而0也可能变成1。

**误码率BER:在一段时间内,传输错误的比特占传输比特总数的比率。设法提高信噪比,就可以使误码率减小。

①循环冗余检验CRC:

**CRC运算就是在数据M的后面添加供差错检测用的n位冗余码,然后构成一个帧发送出去,一共发送(k+n)位。

**这n位冗余码可用以下方法得出:用二进制的模2运算进行2的n次方乘M的运算,这相当于在M后面添加n个0。得到的(k+n)位的数除以收发双方事先商定的长度为(n+1)位的除数P,得出商是Q而余数是R(n位,比P少一位)。这个余数R就是拼接在数据M后面发出去的冗余码。

**多项式P(X)的生成:

P(X)=X3+X2+1表示的P=1101

②帧检验序列FCS:

**为了进行检错而添加的冗余码。

③循环冗余检验CRC和帧检验序列FCS并不是同一个概念:

**CRC是一种检错方法;

**FCS是添加在数据后面的冗余码,在检错方法上可以选用CRC,也可以不选用CRC。

④在接收端对收到的数据进行差错检验方法:

**若得出的余数R=0,则判断这个帧没有差错,就接受。

**若余数R不等于0,则判定这个帧没有差错(但无法确定究竟是哪一位出了差错),就丢弃。

⑤在数据链路层若仅仅使用循环冗余检验CRC差错检测技术,则只能做到对帧的无差错接受,即:凡是接收端数据链路层接受的帧,我们都能以非常接近1的概率认为这些帧在传输过程中没有产生差错。以上所述可以近似的表述为:"凡是接收端数据链路层接受的帧均无差错"。

⑥我们现在并没有要求数据链路层向网络层提供“可靠传输”的服务;

**所谓“可靠传输”:数据链路层的发送端发送什么,在接收端就收到什么。

**传输差错可分为两大类:比特差错;收到的帧并没有出现差错,但却出现了帧丢失,帧重复或帧失序。

**无比特差错不等于无传输差错。在数据链路层使用CRC检验,能够实现无比特差错的传输,但这还不是可靠传输。

时间: 2024-08-11 01:26:27

2016.6.13 计算机网络复习要点第三章 数据链路层的相关文章

2016.6.20 计算机网络复习要点第三章之CSMA/CD协议

1.最早的以太网是将许多计算机都连接到一根总线上: (1)总线的特点是:当一台计算机发送数据时,总线上的所有计算机都检测到这个数据,这种就是广播通信方式: (2)为了实现在总线上的一对一通信,可以使每一台计算机的适配器拥有一个与其他适配器都不同的地址,当数据帧中的目的地址与适配器ROM中存放的硬件地址一致时,该适配器才能接收到这个数据帧: (3)人们通常把局域网上的计算机称为“主机”,“工作站”,“站点”或“站” 2.以太网为了通信方便采取的措施: (1)采用较为灵活的无连接的工作方式,即不必先

2016.6.21 计算机网络复习要点第三章之使用广播信道的以太网

1.集线器 **双绞线以太网,采用星形拓扑,在星形的中心则增加了集线器. **星形以太网10BASE-T的标准802.3i:“10”表示10Mb/s,BASE表示连接线上的信号是基带信号,T表示双绞线: **集线器的一些特点: ①使用集线器的以太网在逻辑上仍是一个总线网,各站共享逻辑上的总线,使用的还是CSMA/CD协议(即各站的适配器执行CSMA/CD协议): **网站中的各站必须竞争对传输媒体控制,并且在同一时刻至多只允许一个站发送数据: **10BASE-T以太网又称为星型总线或盒中总线:

2016.6.23 计算机网络复习要点第三章之扩展的以太网

**扩展的以太网在网络层看来仍然是一个网络: 1.在物理层把以太网扩展: **以太网上的主机之间的距离不能太远(例如,10BASE-T以太网的两个主机之间的距离不超过200米),否则主机信号经过铜线的传输就会衰减到使CSMA/CD协议无法正常) **现在扩展主机和集线器之间的距离的一种简单的方法就是使用光纤和一对光纤调制解调器: **光纤调制解调器的作用就是进行电信号和光信号的转换,由于光纤带来的时延很小并且带宽很高,因此使用这种方法可以很容易的使主机和几公里以外的集线器相连接: **多级结构的

2016.7.9 计算机网络复习要点第四章之网际控制报文协议ICMP

1.ICMP允许主机或路由器报告差错情况和提交有关异常情况的报告:为了更有效地转发IP数据报和提高交付成功的机会: 2.ICMP不是高层协议,因为ICMP报文是装在IP数据报中的,作为其中数据部分,所以是IP层的协议: 3.ICMP报文的种类: (1)ICMP差错报告报文 (2)ICMP询问报文 4.ICMP报文的格式: (1)前4个字节是统一的格式,共有三个字段:类型,代码,检验和: (2)接着的4字节,与ICMP的类型有关,最后是数据字段,其长度取决于ICMP的类型: 5.几种常用的ICMP

2016.7.9 计算机网络复习要点第四章之虚拟专用网VPN和网络地址转换NAT

1.虚拟专用网VPN (1)一个机构内,对于那些仅在本机构内部使用的计算机就可以由本季候自行分配其IP地址,让这些计算机使用仅在本机构有效的IP地址(本地地址),不需要申请全球唯一的IP地址(全球地址): (2)专用地址:这些地址只能用于一个机构的内部通信,而不能用于和因特网上的主机通信,换言之,专用地址只能用作本地地址而不能用作全球地址: (3)在因特网中的路由器,对目的地址是专用地址的数据报一律不转发: (4)三个专用地址: **10.0.0.0到10.255.255.255(或10.0.0

2016.7.8 计算机网络复习要点第四章之划分子网和构造超网

1.从两级IP地址到三级IP地址: **两级IP地址设计的不合理之处: ①IP地址空间的利用率有时很低: ②给每一个物理网络分配一个网络号,会使路由表变得太大因而使得网络性能变坏: ③两级IP地址不够灵活: 2.划分子网:1985年起在IP地址中又增加一个“子网号字段”使得两级IP地址变为三级IP地址: (1)一个拥有许多物理网络的单位,可将所属的物理网络划分为若干个子网:划分子网纯属一个单位内部的事物,本单位以外的网络看不见这个网络是有多少个子网组成,因为这个单位对外仍然表现为一个网络: (2

2016.6.29 计算机网络复习要点第四章之网络层提供的服务

1.网络层提供的两种服务: (1)电信网使用的是虚电路服务: **用面向连接的通信方式,使电信网络能够向用户(实际上就是电话机)提供可靠传输的服务: **当两个计算机进行通信时,也应当先建立连接(但在分组交换中是建立一条虚电路VC),以保证双方通信所需要填写完整的目的主机地址,而是需要填写这条虚电路的编号.因而减少了分组的开销: (2)网络层的方式:网络层向上只提供简单灵活的,无连接的,尽最大努力交付的数据报服务: **网络层不提供服务质量的承诺,也就是说,所传送的分组可能出错,丢失,重复,失序

2016.7.8 计算机网络复习要点第四章之地址解析协议ARP

1.地址解析协议ARP:知道一个机器的IP地址,需要找到其相应的硬件地址:ARP协议的用途是为了从网络层使用的IP地址解析出在链路层使用的硬件地址: 2.由于是IP协议使用了ARP协议,因此通常就把ARP协议划归为网络层: 3.网络层使用的IP地址,但在实际网络的链路上传送数据帧时,最终还是必须使用该网络的硬件地址: 4.地址解析协议ARP解决IP地址和硬件地址的映射问题方法: **在主机ARP高速缓存区中应存放一个从IP地址到硬件地址的映射表: **当A主机要向本局域网上的某个主机B发送IP数

2016.6.19 计算机网络复习要点第3章之使用广播信道的数据链路层

1.局域网的数据链路层 **局域网最主要的特点:网络为一个单位所有,且地理范围和站点数目有限: **局域网的主要优点: (1)具有广播功能,从一个站点可以很方便地访问全网,局域网上的主机可以共享连接在局域网上的各种硬件和软件资源: (2)便于系统的扩展和逐渐地演变,各设备的位置可以灵活调整和改变: (3)提高了系统的可靠性,可用性和生存性: 2.局域网分类(按照网络拓扑): (1)星形网:集线器在中间: (2)环形网 (3)总线网:各站直接连接在总线上,总线两端的匹配电阻吸收在总线上传播的电磁波