計算機網路 介質訪問控制子層

2021-09-28 12:22:27 字數 3781 閱讀 2079

目錄

一、概述

1、多路訪問鏈路

2、介質訪問控制子層的由來

二、介質訪問控制子層(media access control, mac層)

1、邏輯鏈路控制子層

2、乙太網(ethernet)

3、世界上最早的無線電計算機通訊網:aloha

4、csma(carrier sense multiple access)協議:載波監聽多路訪問協議

三、乙太網的mac層協議

1、傳送幀的方法:csma/cd(carrier sense multiple access with collision detection)協議,即1-persistent csma

2、二進位制指數退避演算法(binary exponential backoff)

3、802.3的mac幀格式(802.3標準是乙太網的乙個協議)

4、位址型別

5、乙太網接收幀的方法

6、其他知識點

四、乙太網的物理層

1、衝突域和廣播域

2、集線器(hub)和交換機(switch)

3、交換機的**方法:

4、交換機的自動翻**

五、透明網橋

1、相關概述

2、三種操作:

3、mac位址表

4、透明網橋演算法

5、自學習

6、自學習的合理性:

六、生成樹協議(spanning tree protocol)

七、虛擬區域網vlan ​

八、令牌環網

多路訪問鏈路(廣播鏈路)採用共享介質連線所有站點。傳送站點通過廣播方式傳送資料並占用整個共享介質的頻寬。每個站點只需要一條線接入網路就可以訪問該鏈路上的所有站點。【區域網lan使用的就是多路訪問鏈路】

在多路訪問鏈路中多個站點同時傳送資料會造成衝突,因此osi(開放式系統互聯通訊參考模型)為解決衝突問題,專門在資料鏈路層劃分出乙個子層:介質訪問控制子層,以控制和協調所有站點對共享介質的訪問,避免或減少衝突。即mac層定義了主機何時以及如何訪問共享介質

mac子層不提供可靠的資料傳輸,在這一層之上又定義了乙個子層:邏輯鏈路控制子層(logic link control, llc)用來為上層協議提供服務。如滑動視窗就是在llc層中實現的,其中llc2提供了有確認的面向連線的服務(tcp)。【llc:提供可靠的資料傳輸】

乙太網屬於osi參考模型的資料鏈路層,是為了實現區域網通訊而設計的一種技術,它規定了包括物理層的連線、電子訊號和介質訪問層協議,是目前應用最普遍的區域網技術。

csma協議屬於隨機訪問協議(random access protocol)的一種,它遵循傳送前先監聽通道的規則:

注意兩個概念:

這裡引入最短幀的問題:

乙太網(10mbps)相距最遠的兩個站點之間的訊號往返時間為51.2微秒。如果a傳送的資料在快到b時與其傳送的資料衝突(因為b檢測到其上方的共享鏈路為空則傳送,此時可能a還沒傳到b,但b一傳送a就到了),因為傳送站點只有在傳送的時候才檢測衝突,為了檢測到返回的衝突訊號,要求此時站點a仍在傳送資料幀,故乙個資料幀至少為512bit(64b,由51.2微秒乘上10mbps所得),即乙個往返時間的位元組長度。這也就是最短幀的長度,這個長度同時也被稱為爭用視窗長度(contention window)。

為什麼二進位制指數退避演算法選擇最短幀的傳送時間作為其時間槽/片的長度?

因為,最短幀的傳送時間保證了首先傳送的訊號可以到達最遠的站點,如果先傳送的只有乙個站點,那麼其他站點要不就是檢測到傳送站點的訊號而不能傳送自己的訊號,要不就是因為傳送站點傳送完畢而檢測到通道空閒,總之不會與之衝突。即時間槽的長度為最短幀傳送時間或者大於最短幀傳送時間,則可以保證兩個傳送資料的站點不會發生衝突。

分析下面問題:

最長幀1520b,乙個64b(最短幀)的幀的傳送需要乙個時間片,所以乙個最長幀需要23個時間片。故最少情況下第一次衝突時,只有乙個站點傳送成功,其他四個站點繼續監聽通道,直到通道空閒時立即傳送,產生第二次衝突,...,以此類推,由於前四次衝突後各站點最多可以延遲15個時間片再傳送,15<23,故每一次延遲後通道上仍有幀在傳送,故每一次衝突只能成功傳送乙個訊號,所以總共需要四次衝突。

廠商號(3b)

序號(3b)

指的是網線介面的切換。網線分為直通線和交叉線。當同種裝置連線時需要用到交叉線(如電腦之間的直連),當不同裝置連線時需要用到直通線(如電腦和交換機相連),自動反轉指的是交換機的埠會自動根據接入的線對訊號進行調整。

查詢收到的幀的mac位址需要從哪個埠**,查不到則擴散。

當網橋收到乙個單播幀時,則用該幀的目的位址查詢mac位址表,如果沒查到則擴散該幀;如果查到了則看檢視到的埠是否為收到該幀的埠,如果是則丟棄該幀,否則把該幀從查到的埠傳送出去;

埠id:pid,優先權+序號;

根埠:網橋上離根網橋最近的埠;

指定網橋:網段上離根網橋最近的網橋;(這是從網段的角度去看的)

指定埠:指定網橋與對應網段之間相連的埠(網橋只在根埠和指定埠之間傳輸資料

可以這樣理解,網橋上的埠只有三種:根埠、指定埠和阻塞埠,阻塞埠就是無法**幀的埠;

根網橋的確定:一開始生成樹中所有網橋都以廣播形式傳幀,各個網橋只要接收到了比其bid還小的網橋傳送的幀,就停止傳送。

只要兩個網橋之間有通路,在構造生成樹的時候它們就會連線在同一棵樹中

據上圖,如果網橋只在具有相同顏色的埠之間**幀,就會把原來的區域網分割成多個相互隔離的區域網,稱為虛擬區域網。

所謂的顏色其實就是vlan id,是由管理員為每個埠配置的乙個標識。具有相同的vlan id的埠處於同乙個vlan,埠的預設vlan為vlan1;

要點:上圖中vlan可以從e發資訊給a也可以從a發資訊給e。

如果從a發給e,因為s2**到s3的埠是vlan10的埠,所以可以**,而s3與s2連線的埠是vlan20,所以s3會認為接收到的幀都是vlan20的幀,然後**給e。(因為只有發往幹道埠的幀才需要加上vlan id)

資料傳送過程:

目錄

計算機網路 介質訪問子層 無限區域網協議

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