计算机网络原理 —— 数据链路层

1、数据链路层的主要功能:封装成帧、透明传输和差错检测

2、封装成帧:在一段数据的前后分别添加首部和尾部,并规定数据部分的长度上限——MTU

透明传输:无论所传数据是什么样的比特组合(包括特殊组合),都应当能够在链路上传送。

针对(比特)的差错检测:确定比特流传输的过程中没有出现差错(但不保证可靠)。

解决方案:

  • 封装成帧:帧前后添加帧定界符(帧开始符SOH和帧结束符EOH)
  • 透明传输:添加转义字符。同步:零比特填充;异步:字节填充。
  • 差错检测:CRC循环冗余校验,在帧的尾部添加帧检验序列FCS。

3、CRC校验的过程:不考虑进位借位的模2运算。

计算机网络原理 —— 数据链路层

4、PPP协议的特点:

  • (1)简单:不提供可靠服务,只检测但不纠正差错,不使用序号,不进行流量控制
  • (2)封装成帧:规定了特殊的帧定界符
  • (3)透明性:保证了数据传输的透明性
  • (4)多种网络层协议:常见的如PPPoE (over Ethernet)
  • (5)多种类型链路:串行/并行、电/光、低速/高速等
  • (6)差错检测:丢弃有错误的帧
  • (7)检测链路状态
  • (8)最大传送单元:超过MTU的帧丢弃
  • (9)网络层地址协商
  • (10)数据压缩协商

5、局域网的拓扑结构及特点

计算机网络原理 —— 数据链路层

6、CSMA/CD协议原理

  • 多点接入:允许计算机以多点接入的方式接入到一条总线上。
  • 载波侦听:检测信道,无论是发送前、发送中,每个站都必须不停的检测信道。
  • 碰撞检测:边发送边监听:一旦发生碰撞,立刻停止发送,等待一段随机事件后再继续。

注意:

  • (1)以太网使用截断二进制指数退避算法,基本退避时间为争用期2τ,具体时间为51.2μs,通常为其整数倍。
  • (2)重传16次仍旧不能成功,丢弃该帧并向高层汇报。
  • (3)长度小于64B的帧都是由于冲突而异常终止的无效帧
  • (4)采用强化碰撞,持续发送32bit/48bit的人为干扰信号

算法程序框图:

计算机网络原理 —— 数据链路层

7、集线器工作在物理层,网络适配器和交换机工作在数据链路层。

交换机转发表的建立:根据发出的帧中的源地址信息进行记忆,同时广播寻找位置的目的地址,等待其回应后写入交换表。

8、MAC地址(Media Access Control Address),用来确认网上设备位置的地址。

以太网帧的格式:目的地址6B+源地址6B+类型2B+数据+FCS 4B

计算机网络原理 —— 数据链路层

为保证MAC帧长不小于64B,数据字段长度不得小于46B

9、扩展局域网的方法:物理层使用集线器扩展(基本不用),数据链路层使用交换机扩展

10、传统总线型以太网和交换性以太网的区别

  • 传统以太网:使用集线器的双绞线以太网,物理上是星型网,逻辑上是总线型网络。每个接口简单的转发比特,不进行碰撞检测(由端系统通过CSMA/CD协议完成碰撞检测)
  • 交换式以太网:以太网交换机能同时连接许多对接口,使得每一对相互通信的主机都能像独占通信媒体那样,无碰撞的传输数据。

11、虚拟局域网:由一些局域网网段构成的与物理位置无关的逻辑组。只是给局域网用户提供的一种服务,并不是一种新型的局域网。

12、高速以太网工作在全双工状态下,不存在争用问题,不适用CSMA/CD协议。

分享