数据链路层思维导图

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2023-04-21

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链路层

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数据链路层思维导图

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思维导图大纲

数据链路层的位置

网络层之下

物理层之上

和数据链路帧

链路：从一个节点到另一个相邻结点的一段物理线路（有线或者无线）

数据链路：物理线路+网络适配器

规程协议

帧：点对点信道的数据链路层协议数据单元

IP数据报，数据报，分组，包网络协议数据单元

数据链路层的四大功能

成帧

一段数据前后分别添加首部和尾部这样就构成一个帧

数据部分长度上限最大传送单元MTU

帧定界符

SOH 01

EOH 04

差错控制

比特差错

误码率

循环冗余检验CRC 对帧的无差错接收并非可靠传输

帧丢失

帧重复

帧失序

帧编号确认重传机制

可靠传输的实现

纠错

自动订正错误，要纠错d位的错误，距离为2d+1的编码纠错码实例：海明编码

检错

检查错误+重传纠错码实例：奇偶校验和CRC校验停等协议：收发窗口均为1，效率和捎带确,累计确认。 GO- back-n：发送方窗口大于1接收方1出错全部重传。选择重传：收发双方均大于1，对错误帧确认，超时重发。。

透明传输

某一个实际存在的事物看起来好像不存在

转义字符：ESC

数据链路层的成帧技术

字节计数法

位（比特）填充的首位定界符法

物理层违禁编码法

流量控制

数据链路层的理论基础

海明定理

海明编码

点对点协议PPP

PPP协议的特点

PPP协议应满足的需求

简单

封装成帧

透明性

多种网络层协议

多种类型链路

差错检查

检查连接状态

最大传输单元

网络层地址协商

数据压缩协商

PPP协议的组成

一个将IP数据报封装到串行链路的方法

一个用来建立，配置和测试数据链路连接的链路控制协议LCP

一套网络控制协议NCP

PPP协议的帧的格式

各字段的意义

字节填充

零比特填充

PPP协议的工作状态

链路静止

链路建立

建立链路层的LCP连接

LCP配置请求帧

响应

配置确认帧

配置否认帧

配置拒绝帧

鉴别anthenticate状态

口令口令鉴别协议PAP

口令握手鉴别协议CHAP

状态链路终止

网络层协议

IP控制协议PCP

链路linkopen打开状态

回送请求LCP分组

回送回答LCP

终止请求LCP分组

终止确认LCP分组

链路终止

使用广播信道的数据链路层

局域网的数据链路层

特点：网络为一个单位所拥有，且地理位置和站点的数目均有限

优点

具有广播的功能，从一个站点可以很方便地访问全网

便于系统的扩展和逐渐演变，各设备的位置可以灵活地调整和改变

提高了系统的可靠性，可用性可存性

分类

星形网

环形网

总线网

共享信道

静态划分信道

动态媒体介入控制

随机接入碰撞

受控接入轮询

传统以太网

两个标准

DIX Ethemet V2

802.3

适配器的作用

计算机硬件地址在适配器ROM

计算机软件地址在适配器

CSMA/CD协议载波监听多点接入、碰撞检测

灵活的无连接的工作方式

适配器对发送的数据帧不进行编号，也不要求对方发回确认

尽最大努力的交付，不可靠的交付

同一时间只能允许一台计算机发送数据

以太网发送的数据都使用曼彻斯特编码的心

要点

多点接入

总线型网络，许多计算机以多点接入的方式连接在一根总线上

载波监听

用电子技术检测总线上有没有其他的计算机也在发送

碰撞检测（边发边监听）

电磁波在1km电缆的传播时延约5us

总结

准备发送

监测信道

边发送边监听

发送成功

发送失败指数退避算法r倍512比特时间后重传 16次后报错

使用广播信道的以太网

使用集线器的星型拓扑

集线器

使用集线器的以太网逻辑上仍是一个线网，各共享逻辑上的总线，使用的还是CSMACD协议

个集线器有许多接口，类似一个多接口的转发器

集线器工作在物理层，每个接口仅仅简单地转发比持，不进行碰撞检测

采用了专门的芯片，进行自通应串音回波批消

以太网的信道利用率

单程端到端时延与帧的发送时间T0之比a=t/T0

Smax= 1/ (1+a) 权限信道利用率

以太网的MAC层

MAC层的硬件地

MAC帧的格式

前同步码

帧开始定界码

目的地址

源地址

类型

数据

FCS

扩展以太网

在物理层扩展以太网

一对光纤

光纤调制解调

增加集线器集线器不能缓帧

在数据链路层扩展以太网

网桥的内部结构

转发表发数据库/路由列表

内置接口管理软件和网桥实体协议

优点

增加吞吐量过滤通信量，

扩大物理范围

提高可靠性

互可连不同物理层，不同MAC子层和不同速率

缺点

增加了时延

没有流量控制功能

过重负荷网络拥塞广播风景

透明网桥

即插即用

自学习和转发帧的步骤

自学习

转发帧

源路由网桥

发现帧

多接口网桥-以太网交换机

多接口网桥

无碰撞的传输数据

VLAN

VLAN标识符VID

高速以太网

100-BASE-T以太网

吉比特以太网

10吉比持以大网和100吉比特以太网

以太网的工作方式的优点

以太网的意义

可扩展性

灵活性

易于安装

好稳健性

使用以太网进行带宽接入

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