计算机网络数据链路层知识总结

mac2024-05-21  33

一、数据链路层使用的信道主要有点对点信道(一对一)和广播信道(一对多)这两种类型。信道的作用是使信息走出原所在的网络。 二、使用点对点信道的数据链路层 1)链路是从一个结点到相邻结点的一段物理线路,中间没有任何交换点。 2)数据链路通俗地说就是把是实现硬件和软件的协议加到链路上所构成的链路。 3)点对点信道的数据链路层的协议数据单元是**帧**。 4)在因特网中,网络层协议数据单元就是IP数据报。 5)数据链路层的三个基本问题(任务)是封装成帧、透明传输和差错检测。 6)封装成帧就是在一段数据的前后分别添加首部和尾部,首部和尾部的作用就是进行帧定界。 7)1.当帧的数据部分数据是由可打印的ASCII码组成的文本文件时,帧定界使用特殊的帧定界符,SOH代表帧开始符,EOT代表帧结束符,如果接收端接收到的数据只有SOH而没有EOT,则数据会丢弃。 2.当传送的帧是用文本文件组成的帧时,不管从键盘上输入什么字符都能传输出去,这样的传输就是透明传输。但是当数据部分是非ASCII码的文本文件时,如果数据中某个字节的二进制代码恰好是SOH或者是EOT,那么传输的数据就会有部分被丢弃,这时候解决的办法就是在数据中出现SOH和EOT字符的前面分别添加一个转义字符**ESC**,当数据链路层看到ESC且紧随着EOT,则EOT是数据,若无ESC,则EOT是结束标志。 3.通信链路传输过程中数据链路层一般使用**循环冗余检验CRC**来检验比特差错。 4.CRC运算就是在数据后面添加供差错检测用的n位冗余码,这冗余码称为帧检验序列FCS,发送出去的帧一共有数据的位数+n位。 5.在数据链路层使用CRC检验能够实现无比特差错传输,但不能检验帧差错,帧差错包括帧丢失、帧重复和帧失序。 三、点对点协议PPP 1)组成部分:一个将IP数据报封装到串行链路的方法、链路控制协议LCP、网络控制协议NCP。 2)PPP帧格式各字段的意义: PPP帧的首部和尾部分别为四个字段和两个字段,首部的第四个字段是2字节的LCP协议,中间信息字段的长度是可变的,但不能超过1500字节。 3)PPP协议基本工作状态为:1.拨号接入ISP 2.LCP分组 3.建立LCP连接 4.通信完毕时,NCP释放网络层协议。 四、 1)局域网最主要的特点:网络为一个单位所拥有,且地理范围和站点数目均有限。DIX Ethernet V2是世界上第一个局域网产品的规约。IEEE 802.3是指CSMA/CD协议。IEEE802委员会把局域网的数据链路层拆分成逻辑链路控制LLC子层和媒体接入控制MAC子层。 2)计算机通过通信适配器与外界局域网连接,适配器本来是一块网络接口板,又称为网络接口卡NIC或者是网卡。适配器的功能有进行数据的串行和并行传输转换、对数据进行缓存、利用安装好的驱动程序、实现以太网协议。 3)网卡在数据链路层和物理层工作,把帧发送到局域网从局域网接收帧的工作有网卡完成,网卡内存放硬件地址。 4)CPU和存储器负责生成发送的数据和处理收到的数据,IP地址在CPU和存储器里。 5)CSMA/CD的9个概念: 1)MA多点接入 2)CS载波监听 3)CD检测(边发送数据边检测总线) 4)争用期 5)截断二进制指数退避算法 6)碰撞后推迟退避 7)无效帧=>长度小于64字节 8)人为干扰信号(超过64字节说明未发生碰撞) 9)帧间最小间隔9.6微秒 6)以太网最大的端到端时延必须小于争用期的一半(即25.6微秒)。 7)适配器发送以太网帧之前必须先检测信道,信道在96比特时间内都保持空闲才发送帧。在争用期检测到碰撞会立即停止发送数据,并发送人为干扰信号和执行退避算法,等待r倍512比特时间后再重新发送,如果重传达16次仍不成功就停止重传并向上报错。 8)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。 9)在局域网中,硬件地址又称为物理地址或MAC地址。 10)以太网在传送帧时不需要使用帧结束定界符。 五、扩展的以太网 1)可以在物理层和数据链路层把以太网扩展,在物理层进行以太网扩展主要用集线器,其缺陷有更大的碰撞与,吞吐量未改变,稳定性差和速率等于扩展前最低的速率。 2)在数据链路层扩展以太网是使用网桥的,网桥根据MAC帧的目的地址对收到的帧进行转发和过滤。使用网桥能增大吞吐量,扩大物理范围,提高可靠性,可互连不同速率的以太网,缺点是增加时延,没有流量控制功能和会产生广播风暴。 3)透明网桥是即插即用设备,可以自学习。网桥收到一帧后先进行自学习,即在转发表中查找与收到帧的源地址匹配的项目,如果没有就在转发表增加项目,如果有则更新原项目,网桥在转发帧时先在转发表中查找与收到帧的目的地址相匹配的,如果没有就通过处理进入网桥的接口外的接口进行转发,若转发表给出的接口就是该帧进入网桥的接口则丢弃这个帧。 4)以太网交换机实质上是一个多接口的网桥。
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