TCP IP詳解學習筆記(2) 資料鏈路層

2021-07-08 13:26:02 字數 2794 閱讀 7760

原文:

1.概述

資料鏈路層屬於計算機網路的底層,使用的通道主要有點對點通道和廣播通道兩種型別。

在tcp/ip協議族中,資料鏈路層主要有三個目的:

1)為ip模組傳送和接收資料

2)為arp模組傳送arp請求和接收arp應答

3)為rarp模組傳送rarp請求和接收rarp應答

tcp/ip支援多種不同的鏈路層協議,這取決於網路所使用的硬體,如乙太網,令牌環網,fddi(光纖分布式資料介面)及rs-232序列線路等。

資料鏈路層的協議資料單元——幀:將ip層(網路層)的資料報新增首部和尾部封裝成幀。

資料鏈路層協議有許多種,都會解決三個基本問題,封裝成幀,透明傳輸,差錯檢測。

2.乙太網和ieee802的封裝

如圖所示,顯示了兩種不同形式的封裝格式。最常使用的封裝格式是rfc894定義的格式。兩種幀格式均採用48bit(6 byte)的目的位址和源位址。

序列線路 ip (slip)用於執行 tcp/ip 的點對點序列連線。 slip 通常專門用於序列連線,有時候也用於撥號,使用的線路速率一般介於 1200bps 和 19.2kbps 之間。 slip 允許主機和路由器混合連線通訊(主機 - 主機、主機 - 路由器、路由器 - 路由器都是 slip 網路通用的配置),因而非常有用。

slip 只是乙個包組幀協議,僅僅定義了在序列線路上將資料報封裝成幀的一系列字元。它沒有提供定址、包型別標識、錯誤檢查 / 修正或者壓縮機制。

1) ip資料報以乙個稱作end(0 x c 0)的特殊字元結束。同時,為了防止資料報到來之前的線路雜訊被當成資料報內容,大多數實現在資料報的開始處也傳乙個e n d字元(如果有線路雜訊,那麼e n d字元將結束這份錯誤的報文。這樣當前的報文得以正確地傳輸,而前乙個錯誤報文交給上層後,會發現其內容毫無意義而被丟棄)。

2) 如果i p報文中某個字元為end,那麼就要連續傳輸兩個位元組0 x d b和0 x d c來取代它。0 x d b這個特殊字元被稱作slip的esc字元,但是它的值與ascii碼的e s c字元(0 x 1 b)不同。

3) 如果i p報文中某個字元為slip的esc字元,那麼就要連續傳輸兩個位元組0 x d b和0 x d d來取代它。

壓縮序列線路 ip (cslip)在傳送出的 ip 分組上執行 van jacobson 頭部壓縮。cslip(即壓縮slip)的新協議,它在rfc 1144[jacobson 1990a]中被詳細描述。c s l i p一般能把上面的4 0個位元組壓縮到3或5個位元組。它能在c s l i p的每一端維持多達1 6個t c p連線,並且知道其中每個連線的首部中的某些字段一般不會發生變化。這個壓縮過程顯著提高了互動式會話吞吐量。

ppp包括以下三部分:

1) 在序列鏈路上封裝i p資料報的方法。p p p既支援資料為8位和無奇偶檢驗的非同步模式(如大多數計算機上都普遍存在的序列介面),還支援面向位元的同步鏈結。

2) 建立、配置及測試資料鏈路的鏈路控制協議( l c p:link control protocol)。它允許通訊雙方進行協商,以確定不同的選項。

3) 針對不同網路層協議的網路控制協議( n c p:network control protocol)體系。當前r f c定義的網路層有i p、o s i網路層、d e c n e t以及a p p l e ta l k。例如,ip ncp允許雙方商定是否對報文首部進行壓縮,類似於c s l i p(縮寫詞n c p也可用在t c p的前面)。

ppp協議都以標誌字元0x7e開始和結束,緊接著是乙個位址位元組,值始終是0xff,然後是乙個0x03的控制位元組。接下來是協議字段。

0x0021:ip資料報

0xc021:鏈路控制資料

0x8021:網路控制資料

接下來則為資訊資料內容,crc驗證碼,結束標誌0x7e

4.最大傳輸單元 mtu

最大傳輸單元(maximum transmission unit,mtu)是指一種通訊協議的某一層上面所能通過的最大資料報大小(以位元組為單位)。

如果在ip層要傳輸乙個資料報比鏈路層的mtu還大,那麼ip層就會對這個資料報進行分片。乙個資料報會被分為若干片,每個分片的大小都小於或者等於鏈路層的mtu值。當同一網路上的主機互相進行通訊時,該網路的mtu對通訊雙方非常重要。但當主機間要通過很多網路才能通訊時,對通訊雙方最重要的是通訊路徑中最小的mtu,因為在通訊路徑上不同網路的鏈路層mtu不同。通訊路徑中最小的mtu被稱為路徑mtu。

網路中一些常見鏈路層協議mtu的預設數值如下:

5.csma/cd(carrier sense multiple access/collision detect)即載波監聽多路訪問/衝突檢測機制。

作用:載波監聽多點接入/碰撞檢測是防止連線在匯流排上的各站點之間發生衝突,協調匯流排上各計算機工作的協議。

多點接入:

說明這是匯流排型網路,許多計算機以多點接入的方式連線到匯流排上

載波監聽:

是指每乙個站在傳送資料之前要檢測一下匯流排上是否有其他的計算機在傳送資料,如果有,則暫時不傳送資料,以免發生碰撞

碰撞檢測:

邊傳送資料邊檢測通道上的訊號電壓大小。當訊號電壓擺動值超過一定的門限值,表明發生了碰撞。立即停止傳送,等待一段時間後再次傳送。

TCP IP詳解學習筆記 2 資料鏈路層

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