計算機網路 資料鏈路層 有線和無線網路(4)

2021-08-19 20:19:14 字數 4444 閱讀 5535

應用層、傳輸層和網路層的通訊是端到端的,而資料鏈路層的通訊是結點到結點的。在網路中,將端主機和路由器視為節點,將它們之間的網路視為鏈路。

有點對點鏈路和廣播鏈路,在點對點鏈路中,鏈路專供給兩個裝置使用;在廣播鏈路中,鏈路在幾對裝置之間共享。

例如,當兩個朋友通過家用**聊天時,他們使用的是點對點鏈路。當它們使用蜂窩**時,他們使用的是廣播鏈路,因為空氣由很多蜂窩**使用者共享。

將資料鏈路分為兩個子層:資料鏈路控制(dlc)和介質訪問控制(mac)。dlc處理兩類鏈路的共有問題,而mac只處理廣播鏈路的特定問題。

dlc處理兩個鄰近結點的通訊過程,無論該鏈路是專用的還是廣播的。dlc的功能包括:成幀、流量控制、差錯控制、差錯檢測和差錯糾正。

hdlc協議是很多為區域網設計的協議的基礎,而ppp**於hdlc ,用於點對點鏈路。

當我們使用專用鏈路時,如撥號**線,我們只需要諸如ppp的資料鏈路控制協議。另一方面,如果我們和其他使用者共享有線的或者無線介質,我們首先需要乙個協議來管理共享過程,然後進行資料傳輸。

多路鏈路或者廣播鏈路保證兩個人不會同時發言,發言者不會打擾到彼此,不會獨佔發言權。我們要阻止結點間的衝突,如果由於某種原因衝突發生了,就要及時處理該衝突。

有3組協議設計用來處理訪問共享鏈路。

在隨機(競爭)訪問方法中,沒有站點優於其他站點。只要遵循預定義的程式,包括介質狀態的檢測,滿足條件的每乙個站點都能傳輸資料。

隨機訪問中,每個站點的傳輸沒有特定的時間表,站點的傳輸是隨機的,也沒有規則來規定下乙個將要傳送的站點是哪乙個。

然而,如果多於乙個站點嘗試傳送時,便會產生訪問衝突碰撞,那麼便會有幀被破壞或修改。

在受控訪問中,站點之間互相協商以確定哪乙個站點有權傳送幀。如果乙個站點沒有其他站點授權,該站點就不能傳送幀。

我們討論3種受控訪問方式。

預約輪詢

輪詢地拓撲結構是乙個裝置做主站,其他裝置是從站。所有的資料交換必須通過主站裝置。由主站決定哪乙個裝置在給定的時間內使用通道,缺點是如果主站出現問題,系統就崩潰了。

令牌傳遞

在令牌傳遞中,網路中的站點組織為乙個邏輯環,每個站點都有乙個前驅和乙個後繼。訪問權由前驅結點傳遞到當前節點,如果當前節點沒有資料傳送時,訪問權傳遞給後繼結點。

訪問權是通過令牌這個特殊的資訊分組實現的,它在環中迴圈。

站點獲得令牌的時間必須是受限制的,令牌必須被監控以確保它沒有丟失或者被破壞。

通道化也稱為通道劃分,它是一種多路訪問方法。不同的站點之間可以通過時間、頻率或編碼共享鏈路的可用頻寬。它通常在無線網路中使用。

源端ip位址和目的端ip位址只定義了兩個終端但是沒有定義資料報應該經過哪條鏈路。

鏈路層位址有時稱為實體地址mac位址。當資料報從網路層傳遞到資料鏈路層時,資料報被封裝為幀,兩個資料鏈路層位址新增到幀頭部。每當幀從乙個鏈路移動到另乙個鏈路時,這兩個位址就要發生變化。

mac位址的長度依賴於鏈路層使用的協議。

arp協議是定義在網路層的輔助協議之一,它屬於網路層,但它將ip位址對映為邏輯鏈路位址。

tcp/ip協議簇沒有為資料鏈路層和物理層定義任何協議,換言之,tcp/ip接收這兩層中能夠向網路層提供服務的任意協議。

一些點對點網路,如撥號、dsl和電纜用來為網際網路使用者提供網際網路絡接入。由於這些網路在兩個裝置之間使用乙個專用鏈結,因此它們不使用介質訪問控制,只需要ppp協議即可。

撥號數字使用者線路(dsl)

dsl通過現有的**來支援高速數字通訊,它是一組技術,每一種的第乙個字母都不同,(adsl、vdsl、hdsl和sdsl),該集合經常被稱為xdsl。這裡主要討論adsl。

adsl使用已經存在的**線路(本地環路),而整個可用頻寬被分為乙個音訊通道、乙個上行通道和乙個下行通道。

adsl允許使用者同時使用音訊通道和資料通道。

電纜連線裝置可以執行在網際網路模型的不同層次上,中繼器(或集線器)、鏈路層交換機(或兩層交換機)和路由器(或三層交換機)。

中繼器和集線器執行在物理層,鏈路層交換機和兩層交換機執行在前兩層,路由器和三層交換機執行在前三層。

中繼器是只工作在物理層的裝置。在網路中攜帶資訊的訊號在衰減到危及資料完整性之前,可以傳輸一段固定距離。中繼器接收訊號,在訊號變得很弱或是被破壞之前,重新生成被破壞的位,並且從每個埠傳送出去。

多埠的中繼器就是集線器。兩者都沒有過濾功能。

鏈路層交換機執行在物理層和資料鏈路層,作為物理層裝置,它重新生成它接收到的訊號,作為鏈路層裝置,它能夠檢查包含在幀中的mac位址。

相比集線器,鏈路層交換機有過濾功能,它可以檢查幀的目的位址,決定幀該從哪個埠傳送。

路由器是三層裝置,它工作在物理層、資料鏈路層和網路層。

作為物理層裝置,它重新生成訊號,作為資料鏈路層裝置,它檢查包含在分組中的mac位址,作為網路層裝置,它檢查ip位址。

和前面兩種裝置相比,路由器有以下特點:

1. 路由器每個埠都有乙個mac位址和乙個ip位址。

2. 路由器**分組時,它改變分組的鏈路層位址。

在有線區域網中,我們使用電纜來連線主機,主機之間的通訊是點對點和全雙工的。在無線區域網中,介質是空氣,訊號通常是廣播的。

在有線區域網中,乙個主機總是通過與其網絡卡相固定的鏈路層位址接入網路的。如果主機移動了,它的鏈路層位址(mac)不變,而ip位址會改變。

有線區域網使用路由器連線至其他網路。

無線區域網可以連線至乙個有線基礎設施網路。到諸如網際網路等有線基礎設施網路的連線通過訪問點(ap)完成,ap將有線和無線環境結合在了一起。

無線區域網具有以下特性:

1. 衰減

2. 干擾

3. 多重路徑廣播:接收方可能從相同的傳送方接收到不止乙個訊號,因為電磁波可以反射。

4. 差錯:無線網路中的差錯和差錯檢測比有線網路更加嚴重。

ieee 802.15標準定義了藍芽技術的實現,具體定義了兩種網路:微微網路和散射網路。

微微網路

微微網路可以包含多達8個站點,其中之一稱為主站,剩下的稱為從站。超過8個站點的其他站點處於休眠狀態。

散射網路

微微網路可以組合成散射網路,微微網路中的乙個從站可以是另乙個微微網路的主站。

通道化又叫通道劃分,是一種多路訪問方法,其中鏈路的可用頻寬在不同的站點之間通過時間、頻率或編碼來共享。這裡討論3種通道化協議:fdma、tdma、cdma.

fdma(分頻多重進接)

在fdma中,可用寬頻被分為頻帶,每乙個站點分配乙個頻帶來傳送資料。換言之,每個頻帶一直屬於相應的站點。

fdma為整個通訊週期指定乙個預定頻率的頻帶,這意味著fdma可以方便地使用流資料(不能分組的連續的資料流)。

tdma(分時多重進接)

tdma中,站點在時間上共享頻寬。每個站點分配乙個時隙。

cdma(分碼多重進接)

與fdma不同,cdma僅有乙個通道佔據鏈路的整個頻寬,與tdma不同,所有站點都可以同時傳送資料。

公共通道可以允許不同對之間通訊,但是使用不同編碼。

蜂窩**用來為兩個移動站點或移動站點和地面單元之間提供通訊。服務提供商必須能夠定位並追蹤主叫方,為呼叫分配乙個通道,並且當主叫方移動到範圍之外時將通道從乙個基站切換到另乙個基站。

每個蜂窩服務區域分成稱為信元的小區域,每個信元包含乙個天線,被乙個稱為基站的網路站點控制。每個基站又被移動交換中心(msc)控制,msc負責呼叫連線、記錄呼叫資訊和計費。

衛星網路中的結點可以是衛星、地面站、終端使用者或**。衛星網路像蜂窩網路一樣,將地球劃分成信元。

移動ip是ip協議的擴充套件,允許移動計算機在連線可用的任意地點連線至網際網路。

改變位址

當移動主機去往乙個新的網路時,讓移動站點改變它的位址。它的缺點是:

1. 配置檔案需要更改;

2. 計算機要重啟;

3. dns表需要修改,其他主機要知曉這個變化;

4. 資料交換會在漫遊的時候中斷。

兩個位址為了使位址的改變對網際網路中其他的部分保持透明,需要乙個歸屬**和乙個外地**

注意,**是在應用層完成的,換言之,**是路由器和主機。

歸屬**

歸屬**通常是附屬於移動主機歸屬網路的路由器,當遠端主機向移動主機傳送分組時,歸屬**代表移動主機接收分組,並傳送至外地**。

外地**

外地**接收歸屬**傳送的分組,並向移動主機傳送該分組。

為了和遠端主機通訊,移動主機需要通過3個階段:**發現、註冊和資料傳輸。

計算機網路 資料鏈路層

一 簡介 資料鏈路層屬於第二層,資料鏈路層試使用物理層提供的服務在通訊通道上傳送和接受位元。它要完成一系列的功能包括 1 向網路層提供乙個定義良好的服務介面。2 處理傳輸錯誤。3 調節資料流,確保慢速的接收方不會被快速的傳送方淹沒。為了實現這個目標,資料鏈路層從網路層獲得資料報,然後將這些資料報封裝...

計算機網路 資料鏈路層

在iso提出的osi七層模型中,資料鏈路層處於第二層。在這一層,我們重點關注點對點之間的通訊。關於點對點通訊,是指網內任意兩個使用者之間的資訊交換。在這裡不過多的搬抄書上的概念,計算機網路的學習應當是以生活中的實踐作為基礎,來加深理論的理解。首先,如同在概述中提到的一樣,我們研究網路應當時刻站在分層...

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封裝成幀 給上層傳輸來的資料新增資料首部soh 十六進製制 01 二進位制00000001 和尾部eot 十六進製制 04 二進位制 00000100 透明傳輸 封裝成幀使用的首部和尾部的編碼可會和需要封裝的資料的編碼相同,則新增乙個轉義的編碼esc 十六進製制 1b 二進位制00011011 錯誤...