資料鏈路層

2021-08-09 02:10:45 字數 3513 閱讀 8487

資料鏈路層使用通道種類:點對點通道、廣播通道 

鏈路:從乙個結點到相鄰結點的一段物理路線(有線或無線),而中間沒有任何其他的交換點。 

資料鏈路:當在一條線路上傳輸資料時,除了必須有一條物理路外,還必須有一些必要的通訊協議來控制這些資料的傳輸。把實現這些協議的硬體和軟體加到鏈路上就構成了資料鏈路。現在最常用的是使用網路介面卡來實現這些協議。 

介面卡:計算機與外界區域網的連線是通過通訊介面卡進行的,即網絡卡。介面卡和區域網之間的通訊是通過電纜或雙絞線以序列傳輸方式進                行的,而介面卡和計算機之間的通訊是通過計算機主機板上的i/o匯流排以並行傳輸方式進行的。

幀:點通道的資料鏈路層的協議資料單元。 

資料鏈路層把網路層交下來的資料構成幀傳送到鏈路上,以及把接收到的幀中的資料取出來並上交給網路層。在網際網路中,網路協議資料單元就是ip資料報(簡稱資料報、分組或包)。 

資料鏈路層三個基本問題:

封裝成幀、透明傳輸、差錯檢測。

(1)簡單 

(2)封裝成幀 

(3)透明性 

(4)多種網路層協議 在同一物理鏈路上同事支援多種網路協議 

(5)多種型別的鏈路 

(6)差錯檢測 

(7)檢測鏈結狀態 

(8)最大傳送單元 

(9)網路層位址協商 

(10)資料壓縮協議

(1)乙個將ip資料報封裝到序列鏈路的方法。ppp既支援非同步鏈路(無奇偶檢測的8位元資料),也支援面向位元的同步鏈路。ip資料報在平ppp幀中就是其資訊部分。這個資訊部分的長度受最大傳送單元mtu的限制。 

(2)乙個用來建立、配置和測試資料鏈路的鏈路控制協議lcp。 

(3)一套網路控制協議ncp,其中的每乙個協議支援不同的網路層協議,如ip、osi的網路層。。。。 

ppp幀首部和尾部分別為四個欄位和兩個字段

鏈路的傳送響應: 

(1)配置確認幀(configure-ack):所有的選項都接受。 

(2)配置否認幀(configure-nak):所有選項都理解但是不接受。 

(3)配置拒絕幀(configure-reject):選項有的無法識別或不能接受,需要協商。 

口令鑑別協議pap(password authentication protocol).口令握手鑑別協議chap(challenge-handshake authentication protocol).

1.區域網的資料鏈路層

星形網、環形網、匯流排網。 

共享通道分為兩種: 

(1)靜態劃分通道 

(2)動態**接入控制,又稱為多點接入。

2.csma/cd協議

csma/cd協議的要點。:

電磁波在1km電纜的傳播時延約為5us 

乙個站不可能同時進行傳送和接受(但必須邊傳送邊監聽通道)。因此使用csma/cd協議的乙太網不可能進行全雙工通訊而只能進行雙向交替通訊(半雙工通訊)。 

乙太網使用截斷二進位制指數退避演算法來確定碰撞後重傳的時機。 

凡是長度小於64位元組的幀都是由於衝突而異常終止的無效幀。乙太網還規定了幀間最小間隔為9.6us,相當於96位元時間。

1.使用集線器的星型拓撲

集線器:在星形拓撲的中心增加了一種可靠性非常高的裝置。 

集線器的特點: 

(1)使用集線器的乙太網在邏輯上仍是乙個匯流排網,個站共享邏輯上的匯流排,使用的還是csma/cd協議。網路中的各佔必須競爭對傳輸**的控制,並且在同一時刻至多只允許乙個站傳送資料。 

(2)乙個集線器有很多介面,乙個集線器就像乙個多介面的**器。 

(3)集線器工作在物理層,他的每個介面僅僅簡單地**位元~~接收到1就**1,就到到0就**0,不進行碰撞檢測。 

(4)集線器採用了專門的晶元,進行自適應串音回波抵消。這樣就可以使介面**出去的較強訊號不致對該介面接收到的較弱的訊號產生干擾。

2.乙太網的mac層

(1)mac層的硬體位址 

實際上就是介面卡位址或介面卡識別符號 

介面卡有過濾功能。但介面卡從網路上每收到乙個mac幀就先用硬體檢查mac幀中的目的位址。如果是發往本站的幀則收下,然後進行其他處理,否則將此幀丟棄。

發往本站的幀:單播(unicast)幀(一對一),即受到的幀的mac位址與本站硬體位址相同。 

廣播(broadcast)幀(一對全體),即傳送給本區域網上所有站點的幀。 

多播(multicast)幀(一對多),即傳送給本區域網上一部分站點的幀。

(2)mac幀格式

乙太網v2的mac幀較為簡單,由五個字段組成。前兩個字段分別為6位元組長的目的位址和源位址字段。第三個欄位是2位元組的型別字段,用來標誌上一層使用的是什麼協議,以便把收到的mac幀的資料上交給上一層的這個協議。

在傳輸**上實際傳送的要比mac幀還多8位元組。這是因為當乙個站在剛開始接收mac幀時,由於介面卡的時鐘尚未與到達的位元流達成同步因此mac幀的最前面若甘位無法接收,所以為了實現位同步,還在前面插入8位元組

還要注意,在乙太網上傳送資料時是以幀為單位傳送的,乙太網在傳送幀時,各幀之間必須有一定的間隙。因此,接收端只要找到幀開始定界符,其後面連續到達的位元流就都屬於同乙個mac幀。可見乙太網不需要使用幀結束定界符,也不需要使用位元組插入來保證透明傳輸。

擴充套件乙太網

(1)在物理層擴充套件乙太網:使用集線器,擴充套件後的乙太網仍然是乙個網路

(2)在資料鏈路層擴充套件乙太網:交換式集線器常稱為乙太網交換機或第二層交換機(工作在資料鏈路層)。他就是乙個多介面的網橋,而每          個介面都直接與某台單主機或另個集線器相連,且工作在全雙工方式。乙太網交換機能同時聯通許多對的介面,使每一對相互通訊的主          機都能像獨佔通訊**那樣,無碰撞地傳輸資料。並且具有自學習能力。

(3)虛擬區域網(vlan : virtual lan)

利用乙太網交換機實現,將一些具有共同需求的區域網網段構成乙個與位置無關的邏輯組。虛擬區域網給使用者提供一種服務,而不是一種新型區域網。

理解:

資料鏈路層就是把網路層的交下來的ip資料報封裝成幀,然後傳送給別的結點的資料鏈路層,別的資料鏈路層會檢查幀是否出現差錯,然後再向上傳。

對於具體實現,有著點到點的ppp協議,一般用於使用者計算機和isp進行通訊所使用的資料鏈路層協議

而對於廣播通訊方式(無連線的工作方式),在早期使用csma/cd協議,所有計算機連線在一條匯流排上,利用介面卡來實現通訊協議。後來隨著集線器(工作在物理層)出現和雙絞線大量使用在邏輯上實現了匯流排網。在擴充套件乙太網時,一種方法是用主幹集線器在物理層上擴充套件乙太網,但是碰撞域變得更大等原因,所以效率很低。另一種方法最初人民使用網橋對收到的幀根據其mac幀的目的位址進行**過濾,後來交換機(工作在資料鏈路成)的出現淘汰了網橋,交換機不適用共享匯流排,沒有碰撞問題,因此不用csma/cd協議,但是仍然採用乙太網的幀結構所以還稱為乙太網

資料鏈路層

資料鏈路的定義 鏈路 計算機網路中相鄰節點的一段物理線路。資料鏈路 計算機網路中節點到節點相鄰的一段物理路線加上控制在這些路線上傳輸資料的協議。資料鏈路層解決的問題 對於計算機網路裡面的每一層,其實都是為了解決某乙個層面的問題而設計出來的,資料鏈路層也一樣 由於物理層只解決了訊號流在物理媒介的傳輸問...

資料鏈路層

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資料鏈路層

資料鏈路層的主要任務是將上層交付的資料構造成位元流,然後交給下面的物理層。主要研究在乙個區域網內,分組怎麼從乙個主機傳送到另外乙個主機。位元流包括一些控制資訊和資料,基本單位是幀。資料鏈路 data link 除了物理線路外,還必須有通訊協議來控制這些資料的傳輸。若把實現這些協議的硬體和軟體加到鏈路...