我要投搞

标签云

收藏小站

爱尚经典语录、名言、句子、散文、日志、唯美图片

当前位置:创富心水论坛 > 点对点协议 >

计算机网络(三)——数据链路层(待完善)

归档日期:07-25       文本归类:点对点协议      文章编辑:爱尚语录

  1.流量控制与可靠传输机制、CSMA/CD原理,特别是争用期和截断二进制指数退避算法

  数据链路层在物理层所提供的服务的基础上向网络层提供服务,即将原始的、有差错的物理线路该进程逻辑上无差错的数据链路,从而向网络层提供高质量的服务。

  一般包括3种服务:无确认的无连接服务,有确认的无连接服务,有确认的有连接服务。

  网络中是以帧为最小单位进行传输。分组(IP数据报)仅为包含在帧的数据部分。

  用一个特殊的字符来表示一帧的开始,然后用一个计数字段来表明该帧包含的字节数。

  在控制字符中选择2个字符作为起止标志:SOH和EOT。同时设法将数据中出现的这两个字符转换为其他字符。

  通过一定的编码和解码,能够在接收端解码时检查出传输的错误但不能纠正错误。常见的检错编码有奇偶校验码和循环冗余码(CRC)。

  在接收端不但能检查错误,而且能纠正检查出来的错误。常见的纠错编码为海明码。

  海明码:又称汉明码,在信息字段中插入若干位数据,具有以为纠错能力。假设信息有k位,则整个码字有k+r位。

  海明码如果要检测出d位错误,需要一个海明距为d+1的编码方案;如果要纠正d位错误需要一个海明距为2d+1的编码方案。

  流量控制就是要控制发送方发送数据的速率,使接收方来得及接受。常见的方式有两种。

  发送方发出一帧,然后等待应答信号到达再发出下一帧;接收方每收到一帧,返回一个应答信号表示可以接收下一帧,若接收方不返回应答则发送发必须一直等待。

  在任意时刻,发送方维持了一组连续的允许发送的帧的序号,称为发送窗口。接收方同理,称为接收窗口。二者上下界不一定一样,大小也可不同。发送窗口内的序号代表已经被发送但还没有确认的帧或可被发送的帧。发送端每收到一个帧的确认就向前滑动一帧的位置。接收端只有当接收到的数据帧的发送序号落入接收窗口内才允许接受并滑动一帧位置。接受窗口大小与发送窗口大小无关

  传输差错分为两大类:一类是比特差错,可以通过CRC来检测;一类是帧丢失、帧重复、帧失序。数据链路层使用CRC并不能做到无传输差错,只能做到无比特差错的传输。

  可靠传输机制包括三种协议,从滑动窗口的层次上来看三者只是在两种窗口大小上有区别。

  实现可靠传输一般需要确认(发送确认帧)和超时重传两种机制共同完成,称为自动请求重发(ARQ)。

  确认帧是一个没有数据部分的控制帧,用来告诉发送方发的某帧已经收到。捎带确认是发送数据时同时发送确认;累计确认是对超时的单独发ACK。

  超时重传指发送方在发送一个数据帧时设置一个超时计时器,若在规定时间内没有收到确认则重传。

  停止-等待协议的基本思想:发送方传输一个帧后,必须等待对方的确认才能发送下一帧。若在规定时间内没有收到确认则发送方超时,并重传原始帧。

  基于滑动窗口流量控制技术。若采用n个比特对帧进行编号,其发送窗口尺寸WT必须满足1WT=2n-1,接收窗口尺寸为1。

  基本原理:发送方发送完一个数据帧后,不是停下来等待确认帧而是可以连续再发送若干个数据帧。若接收到接收方的确认帧则可以继续发送;若某个帧出错,则只能简单丢弃该帧及其所有的后续帧。只要接受到ACKn就可认为前面n-1帧全部接收到。

  基于窗口流量控制技术。接受窗口尺寸和发送窗口尺寸大于1,以便能一次性接受多个帧。发送窗口的最大尺寸应该不超过序列号范围的一半:WT=2n-1,当发送窗口取最大值时发送窗口等于接收窗口。

  基本思想:若一帧出错,则其后续帧先存入接收方的缓冲区中,同时要求发送方重传出错帧,一旦收到重传帧后就和原先存在缓冲区的其余帧一起按正确的顺序送至主机。

  不是按序到达的数据且没有错误的帧放在接收窗口里,等缺少的帧收到后再一起放到接受缓存。

  多路复用即通过在一条介质上同时携带多个传输信号的方法来提高传输系统的利用率。

  将一条信道分割成多条不同频率的信道。每个子信道分配的带宽可以不相同,但总和不能超过总带宽,相邻频道之间要加入“保护频带”。

  统计时分复用,某信道空闲时立即跳过,动态时间分配,每个信道不在固定时间内占有介质,又称为异步时分复用。

  任意站点的码片向量与自身内积为1;任何站点码片向量与自身反码向量内积为1。

  随机接入指所有用户都可以根据自己的意愿随机发送信息,但会产生冲突。需掌握以下四种协议

  纯ALOHA:任何一个结点可以不进行任何检测就发送数据。如果在一段时间内没有收到确认就认为传输过程中发生了冲突。发生冲突的结点需要等待一段随机时间后再发送数据直至成功。

  时分ALOHA:所有节点的时间被划分为时间间隔相同的间隙,并规定每个结点只有等到下一个时隙到来时才可发送数据。

  载波侦听多路访问(CSMA)是在ALOHA协议的基础上改进而来的一种多路访问控制协议。每个结点发送数据前使用载波侦听技术来判定通信信道是否空闲。

  p-坚持CSMA:当监听到信道空闲时以概率p发送数据,以概率(1-p)延迟一段时间并重新监听。

  非坚持CSMA:当监听到信道空闲时立即发送数据,否则延迟一段随机时间再重新监听。

  计算机在发送数据的同时检测信道上是否有冲突发生。若有,则采用截断二进制指数类型退避算法来等待一段随机时间后再次重发。概括为“先听后发,边听边发,冲突停发,随即重发”。

  争用期:以太网端到端的往返时延,又称冲突窗口或碰撞窗口。只有经过争用期还没有检测到冲突才能肯定这次发送不会发生冲突。

  以太网规定最短帧长64B,小于此长度均是无效帧。最短有效帧长=争用期*传输速度。

  截断二进制指数类型退避算法:发生碰撞的站在停止发送数据后要推迟一个随机时间才能再发送数据。退避时间按照以下算法计算:

  ③从整数集合{0,1,…,2k-1}中随机选择一个数记为r,重传所需时延就是r倍的节本退避时间即2rτ

  ④当重传次数达到16次仍不能成功说明网络太拥挤,直接丢弃该帧并向高层报告。

  主要用于无线定义,在CSMA的基础上增加了冲突避免的功能。发送结点在发送完一个帧后,必须等待一段时间,检查接收方是否发回帧的确认。

  主要用在令牌环局域网中,发送数据需要拿到令牌,令牌在环形总线上依次传递所以不会发生冲突,即所谓的受控接入。

  局域网(Local Area Network,LAN)指一个较小范围内多台计算机通过连接介质互联起来,以达到资源和信息共享的互联网络。

  3)与非光纤广域网相比,局域网具有较高的数据率、较低的时延和较小的误码率

  以太网最初规约为DIX Ethernet V2标准。在不太严格区分的时候,IEEE 802.3标准可以等同于以太网标准。以太网采用总线拓扑结构,所有计算机都

  ,信息以广播方式发送。以太网采用CSMA/CD技术对总线进行控制访问。采用

  的工作方式;不对发送的数据帧编号也不要求对发送方发送确认。因此以太网提供的服务是不可靠服务,差错的纠正由传输层的TCP完成。3.以太网的MAC帧

  局域网中的每台计算机都有一个唯一的号码,称为MAC地址或物理地址、硬件地址。MAC帧的格式有两种:IEEE 802.3和DIX Ethernet V2 标准,主要考察后者。

  1)前导码:8B,使接收端与发送端时钟同步。分为前同步码(7B)和帧开始定界符(1B)。

  2)目的地址、源地址:均使用6B的MAC地址。IEEE 802.3规定源地址字段前8位的最后一位恒为“0”。目的地址前8位最后1位为“0”时,表示要发送给某一工作站即单站地址;部分为“1”时表示发送给一组工作站即组播地址;全为“1”是发送给所有工作站即广播地址。

  4)数据:46~1500B。MAC首尾长度18B,最短有效长度64B,所以数据最小46B。

  5)填充:0~46B。若数据长度小于46B则需要填充是帧长不小于64B。

  6)校验码(FCS):4B,采用循环冗余码,不仅校验数据部分还要校验地址和类型字段,但不校验前导码。

  1)100Base-T 以太网在双绞线Mbit/s基带信号的星型拓扑结构以太网,使用CSMA/CD协议。又称快速以太网。全双工方式下无需使用CSMA/CD协议,半双工方式下需要使用协议。

  保持最短帧长不变,但将一个网段的最大电缆长度减小到100m,帧间时间间隔从原来的的9.6ms改为现在的0.96ms。

  允许在1Gbits/s下全双工和半双工两种方式工作。在半双工方式下使用CSMA/CD协议,若要提高数据传输率,只有减小最大电缆长度或增大帧的最小长度。

  保留IEEE 802.3标准,只使用光纤作为介质,制工作在全双工方式下。

  有固定基础设施:最小构件为基本服务集(BSS)。一个基本服务集包括一个基站和若干移动站。BSS内科直接通信,和BSS外的站通信必须经过激战。因此BSS中的基站又称接入点(AP)。一个基本服务及可以是孤立的,也可以通过接入点连接到一个主干分配系统(DS),构成一个扩展服务集(ESS)。无固定基础设施:又称自主网络。由一些处于平等状态的移动站之间户县工薪组成的临时网络。这些移动站都具有路由器的功能。2)IEEE 802.11标准中的物理层

  在物理层之上,包括两个子层,从下往上为:分布协调功能(DCF)子层和点协调功能(PCF)子层。使用的是带有碰撞避免功能的CSMA/CA协议,同时

  令牌是一种特殊的MAC控制帧,帧中有一位标志令牌(忙/闲)。令牌总是沿着物理环单向逐站传送,传送顺序与节点在环中的排列顺序相同。

  2)一个链路控制协议(LCP)。用于建立、配置、释放数据链路连接。3)一套网络控制协议(NCP)。用来建立和配置不同的网络层协议。PPP的帧格式:

  1)标志字段(F):首部和尾部各占1个字节,规定为0x7E。只有MAC帧有帧间隙,无需添加尾部标志。PPP帧与HDLC都需添加尾部标志。连续传输两个帧时前一个帧的结束标志字段可以同时作为后一个帧的起始标志字段。2)地址字段(A):占1个字节,规定为0xFF。3)控制字段(C):占1个字节,规定为0x03。

  2)PPP不需要的功能:纠错、流量控制(TCP负责)、序号(不可靠传输协议)、多点线路(PPP是点对点通信)、半双工或单工(PPP只支持全双工链路)。

  。非平衡配置:由一个主站控制整个链路的工作。平衡配置:链路两端是两个复合站,每个站可以平等地发起数据传输而不需要得到对方允许。

  帧格式:1)标志字段:8位,首尾各有一个“0”作为帧的边界。当一串未加控制信息的比特流出现5个连续的“1”就立即填入“0”。2)地址字段(A):8位,非平衡配置为次站地址,平衡方式为确认站地址;全“1”为广播方式,全“0”为无效地址。3)控制字段(C):8位,根据前两位的值将HDLC帧划分为3类:信息帧(I帧)、监督帧(S帧)、无编号帧(U帧)。4)信息字段:长度任意,存放来自网络层的协议数据单元。5)帧检验序列(FCS):16位,即循环冗余码检验中的冗余码。检验区间包括地址字段、控制字段和信息字段。

  3)提高了可靠性4)可互联不同物理层、不同MAC子层和不同速率的以太网缺点:1)存储转发增加了时延

  4)网桥只适用于用户数不太多和通信量不太大的局域网,否则会因传播过多广播信息而产生的网络堵塞

  “透明”指局域网上的站点并不知道所发送的帧将经过哪几个网桥。透明网桥不用人工配置转发表。自学习过程如下:

  ①收到一帧后先进行自学习。查找转发表中与收到帧的源地址有无相匹配的项目。若没有则增加,若有则更新。

  ②转发帧。查找转发表中与帧的目的地址有无匹配,若没有则通过所有接口进行转发,否则按指定接口转发。

  2)源选径网桥(选择最佳路由)路由选择由发送数据帧的源站负责,网桥只根据数据帧中的路由信息对帧进行接收和转发。

  局域网交换机实质上是多端口网桥,它工作在数据链路层。一般采用全双工方式。

  交换机总容量:端口数*每个端口带宽(半双工);端口数*每个端口带宽*2(全双工)。

  交换机最大优点是不仅每个端口结点所占用的带宽不会因为端口节点数量的增加而减少,而且整个交换机的总带宽会随着端口结点的增加而增加。

  存储转发式交换。先将接收到的帧存储在高速缓存中,并检查无误后,查找转发表将其转发。交换原理:检测从某端口进入交换机的帧的源MAC地址和目的MAC地址,然后与系统内部的动态查找表进行比较,若数据报的MAC地址不在查找表中,则将该地址加入查找表并将数据包发送给相应的目的端口。

  常见的一个误解是,人们认为互联网(Internet,也叫因特网)和万维网(World Wide Web)是同样的事物。一些词语如“互联网”、“万维网”,“网”和“网络”经常可以交替使用。但是,从技术的...博文

  1.封装成帧  指的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。2.透明传输。  帧的开始和结束的标记是使用专门指明的控制字符。如开头用SOH,结尾用EOT。3.差错检测。  比特在传输...博文

  一、信道数据链路层使用的信道主要有两种,即点对点信道和广播信道。#点对点信道:这种信道使用一对一的点对点通信方式。#广播信道:这种信道使用了一对多的广播通信方式,因此过程较为复杂,必须使用专用的共享信...博文

  本章介绍的数据链路层分为:点对点信道的数据链路层广播信道的数据链路层(局域网)主要内容:1,数据链路层的点对点信道和广播信道的特点,以及两种信道所使用的协议(PPP协议和CSMA/CD协议)2,数据链...博文

  定义在物理层提供比特流服务的基础上,建立相邻结点之间的数据链路,通过差错控制提供数据帧在信道上的“透明”传输。1)封装成帧  在一段数据的前后分别添加首部和尾部,确定帧的界限,进行帧定界正常情况下,接...博文

  计算机网络思维导图-第三章-数据链路层点击下载mmap文件其它mmap文件下载:关注下方微信公众号,获取欢迎加入交流群:451826376更多信息:博文

  【计算机网络高分笔记】第三章:数据链路层标签(空格分隔):【计算机网络】第三章:数据链路层第三章:数据链路层3.1数据链路层的功能我的微信公众号大纲要求:数据链路层功能组帧差错控制检错编码纠错编码流量...博文

  《数据链路层》(1)数据链路层功能:链路管理;帧同步;流量同步;差错控制;数据和控制信息分开;透明传输和寻址(2)组帧:1)字符计数法 2)收尾定界法 3)违规编码法(3)差错控制:1)检错编码:奇偶...博文

  1、数据链路层解决的问题数据链路层在接受到物理层的比特流进行成帧,数据链路层使用物理层提供的服务在通信信道上发送和接收比特,它主要完成以下功能:(1)向网络层提供一个定义良好的服务接口(2)处理传输错...博文

  帧同步指的是接收方应当能从接收到的二进制比特流中区分出帧的起始与终止。概念两个工作站之间以报文分组为单位传输信息时,必须将线路上的数据流划分成报文分组或HDLC(高级数据链路控制)规程的帧,以帧...博文

  1.网络适配器的作用及工作在哪一层?网络适配器即网络接口卡,简称网卡作用实现联网计算机和网络电缆之间的物理连接工作层数物理层和数据链路层2.数据链路层的三个基本问题(封装成帧,透明传输,差错检测)为何...博文

  数据链路层使用物理层提供的服务在通信信道上发送和接收比特。功能包括:(1)向网络层提供一个定义良好的接口(2)处理传输错误(3)调节数据流,确保慢速的接收方不会被快速的发送方淹没...博文

  链路:一个结点到相邻节点的一段物理线路(有线或者无线),中间无交换节点数据链路:把实现一些必要的通信协议的硬件和软件加到链路上就构成了数据链路帧:点对点信道的数据链路层的协议数据单元.1.封装成帧封装...博文

  利用以太网交换机可以很方便地实现虚拟局域网VLAN(VirtualLAN)。虚拟局域网VLAN是由一些局域网网段构成的与物理位置无关的逻辑组,而这些网段具有某些共同的需求。每一个VLAN的帧都有一个明...博文

  1、在物理层扩展以太网使用光纤扩展:主机使用光纤(通常是一对光纤)和一对光纤调制解调器连接到集线器。很容易使主机和几公里以外的集线器相连接。使用集线器扩展:使用多个集线器可连成更大的、多级星形结构的以...博文

  1.MAC地址MAC地址长48字节。在使用网卡的情况下,一般会将MAC地址烧入到ROM中,任何一个网卡的MAC地址都是唯一的。例如00:10:5A:70:33:61MAC地址的3~24位表示厂商识别码...博文

  题目描述:CRC的基本思想:将二进制位串看成系数为0或1的多项式。使用CRC编码时,发送方和接收方必须事先商定一个生成多项式G(x),生成多项式的最高位和最低位的系数必须是1。假设一个帧有m位,对应的...博文

  此篇是为了引出TCP的可靠机制。停止等待协议:在计算机网络发展的初期,通信网的传输质量普遍不是很好,所以数据传输的差错率较大。所以数据链路层就必须解决可靠传输的问题。停止等待是最简单也是最基本的数据链...博文

  MAC层的硬件地址MAC地址=适配器地址=硬件地址=物理地址48位/6个字节前三个字节为厂家的标识后三个字节由厂家自行指派(拓展标识符),必须保证生产出的适配器没有重复地址 MAC帧封装目的地址和源地...博文

  一些术语:主机和路由器都是节点(nodes)连接相邻节点的通道时链路(links),分为有线链路(wiredlinks),无线链路(wirelesslinks),局域网(LANS)第二层的数据包(pa...博文

  版权声明:本文为博主原创文章,未经博主允许不得转载。 拓展以太网在物理层扩展以太网:(1)使用光纤扩展——主机使用光纤(通常是一对光纤)和一...博文

  #13; 数据链路层1)数据链路:除了物理线路外,还必须有通信协议来控制这些数据的传输,若把这些协议的软件和硬件加到链路上,就构成了数据链路数据链路层传输的数据单位:帧帧从生成到发送的一...博文

  数据链路层的功能:为网络层提供服务 链路管理 帧定界、帧同步和透明传输 流量控制 差错控制数据链路层可以为网络层提供的服务有:无确认的无连接服务 有确认的无连接服务 有确认的面向连接服务(有连接则一定...博文

  数据链路层使用的信道的两种类型:1.点对点信道2.广播信道传输数据类型:帧数据链路层的三个问题:封装成帧(添加首部和尾部)、透明传输(添加控制字符)和差错检测(循环冗余检验CRC:双方协商一个除数,将...博文

  四,HDLC协议1、产生背景对于有误码的物理链路,加上合适的控制规程,可以使通信变的可靠。2,数据链路层协议分类3,HDLC数据链路的配置HDLC协议中定义了三种类型的站、两种链路结构和三种数据传送操...博文

  1、循环冗余检验(CRC):在发送端,先把数据划分为祖,假定每组K个比特。现假定待传送的数据M=101001(k=6)。CRC运算就是在数据M后面添加提供差错检测的n位冗余码,然后构成一个帧发送出去,...博文

  我们在大学《计算机网络》或者是《计算机组成原理》中学过CRC校验码。做个总结。不想看原理直接翻到例子那里,简洁明了。循环冗余校验码,是众多校验码中的一种,是用来校验发送过来的数据是否被修改过的码。原理...博文

  一、前言数据链路层负责通过一条链路从一个结点向另一个物理链路直接相连的相邻结点传送数据报。数据链路层在物理层提供服务的基础上向网络层提供服务,其最基本的服务是将源自网络层来的数据可靠地传输到相邻节点的...博文

  计算机网络思维导图  整体:  1.概述  2.体系  3.物理层  4.数据链路层  5.网络层  6.传输层  7.应用层  8.局域网技术  9.实用网络技术......博文

  本节我们正式讲讲编码方案,那为什么要编码呢?想要纠错就必须产生冗余,想要冗余就是把位数编多些,那就必须涉及块编码等方案,除了块编码我们还有 线性块编码,还有循环编码方案,校验和,四种,本节只讲块编码,...博文

  1、链路层概述  链路层主体是网卡,屏蔽了不同的物理层实现,将网络层的数据报传输到相邻的节点。  提供成帧、链路接入(MAC协议)、可靠交付、差错检测和纠正等服务。  差错检测和纠正包括(1)奇偶检校...博文

  相关概述:数据链路层属于OSI参考模型中的第二层,介于物理层和网络层之间,数据链路层在物理层的服务的基础上向网络层提供服务,其最基本的服务是将源自网络层来的数据可靠地传输到相邻节点的目标机网络层。为达...博文

  一,概述局域网是专有网络,通常位于一个建筑物内,或者一个校园内,也可以远到几公里的范围。局域网将单位内部的个人计算机连接起来,以便共享资源和交换信息。局域网只具备低三层协议,高层协议由局域网操作系统处...博文

  新课:了解MAC地址的概念了解以太网帧结构理解交换机转发原理(重点)我们一般说的交换机是二层的,还有三层交换机,带有路由功能。数据链路层位于网络层与物理层之间下一层都是提供服务的。帧(frame)数据...博文

  1.网络、互联网、因特网概念-网络:由若干结点和连接这些结点的链路组成。结点可以是计算机、集线器、交换器或者路由器;-互联网:通过路由器连接起来的覆盖范围更广的网络,即网络的网络;-因特网:世界上最大...博文

  数据链路层有许多协议,但有三个基本问题是相同的:封装成帧、透明传输和差错检验。为了保证数据传输的可靠性,在计算机网络传输数据时,必须采用各种差错检验措施,目前广泛使用的是循环冗余(CRC)检验的检错技...博文

本文链接:http://websarmiento.com/dianduidianxieyi/601.html

上一篇:PPP协议是什么?

下一篇:SSL VPN概述介绍