互联网的组成_数据链路层

互联网的组成_数据链路层
基本概念:
链路:从一个结点到相邻结点的一段物理线路(有线或无线),而中间没有任何其他的交换节点。
数据链路:当需要在一条线路上传送数据时,除了必须有一套物理线路外,还必须有一些必要的通信协议来控制这些数据的传输。
帧:数据链路层的数据单元——帧,对于网络层的数据单元(IP数据报或简称为数据报、分组或包)
互联网的组成_数据链路层
数据链路层主要进行的内容是:
(1).将A的网络层交下来的IP数据报添加首部和尾部封装成帧;
(2).把A封好的帧交给B的数据链路层,
(3).若B收到的帧检测无差错,则将收到的帧中提取出IP数据报交个上边的网络层,否则丢弃这个帧。

从以上数据链路层进行的主要内容我们就知道了他的功能:封装成帧、透明传输、差错检测。

然后分别讨论着三个问题:
封装成帧:
帧=IP数据报+帧首部+帧尾部
其中帧首部和帧尾部的功能是帧定界;
帧开始符SOH和帧结束符EOT;
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透明传输:
透明传输:指的是对传输的数据组合没有限制(如果未实现透明传输,所传输的数据中任何的8比特的组合一定不允许和用作帧定界的控制字符的比特编码一样)
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解决方法:字节填充即在发送端的数据链路层数据中出现的SOH和EOT前加上转义字符ESC就可以避免这种情况的发生。

差错检测:
即在现实中的传输中肯定会出现比特差错,需要数据链路层提供检测出这种比特差错的能力;使用循环冗余检测法CRC可以检测出这种问题;

电磁波在1KM电缆的传输时延约为5μs
关于点对点信道使用的协议PPP协议,有如下:
PPP协议不采用序号和确认机制(不能实现可靠传输),原因有如下
(1).若能实现可靠传输的数据链路层协议(如HDLC),开销就要增大
(2).在因特网环境下,PPP信息字段放入的数据是IP数据报,数据链路层的可靠传输并不能保证网络层也是可靠的
(3).PPP协议在帧格式中由帧检验序列FCS,PPP可保证无差错接受。
PPP协议适用情况:
PPP协议于用户使用拨号电话线接入因特网的情况。
PPP协议的主要特点:
(1)是支持异步链路也支持同步链路
(2)PPP协议是面向字节的。

广播信道可以进行一对多的通信,局域网使用的就是广播信道;
局域网的主要特点是网络为一个单位所拥有,且地理位置和站点数目均有限。

一些小问题来回忆内容

1.对于总线型接口的以太网,为什么需要做媒体接入控制?试从安全、资源调度、传输碰撞等方面论述。
(1).相互干扰,即碰撞,如果信道接入给用户时出现两个或更多的用户在同一时刻发送信息,那么在共享媒体上就要产生碰撞(即发生了冲突),
(2).安全性上,例如手机和基站是单项认证的,手机不认基站,但基站能识别手机,因此在主机在信道中传输的消息很容易被截获
(3).资源调度上,共享信道的资源总是有限的,需要合理的分配共同拥有的资源。

2.接入控制(Access Control)和接纳控制(Admission Control)的区别是什么?
接入控制指的是在用户使用共享资源时,对各个用户如何使用资源的控制调度。
接纳控制指的是用户在发出资源请求时是否同意该请求。
接入控制时站在资源的角度,工作在传输层;
接纳控制时站在请求的角度,工作在数据链路层;

3.同一时间只允许一台计算机发送数据,使用的协议为CSMA/CD(载波监听多点接入/碰撞),Carriers Sense Multiple Access with Collision Detection协议
CSMA/CD协议的要点
(1)多点接入,就是说明这是总线型网络,许多计算机以多点接入的方式连接在一起
(2)载波监听,载波监听就是检测信道,不管在发送前还是在发送中,每个站必须不停地检测信道
(3)碰撞检测边发送边监听,即适配器边发送数据边检测信道上的信号电压的变化情况。以便判断自己在发送数据时其他站是否也在发送数据。

4.什么是适配器?
计算机与外界局域网的连接是通过通信适配器进行的,
适配器的一个重要功能是实现数据串行传输和并行传输的转换,适配器和局域网的通信通过电缆或双绞线以串行传输方式进行,和计算机之间的通信通过计算机主板上的I/O总线以并行方式传输的。适配器工作在数据链路层和物理层

5.CSMA碰撞发生与如何解决碰撞?
碰撞发生:
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使用CSMA/CD的以太网不可能进行全双工通信而只能进行双向交替通信(半双工通信);
以太网使用截断二进制指数退避算法来确定碰撞后重传的时机,这种算法让发生碰撞的站在停止发送数据后不是等待信道变为空闲后就立即发送数据而是推迟一个随机的时间;
a基本退避时间为争用期2τ,具体的争用期时间51.2μs;
b从离散的整数集合中[0,1,2,(2^k-1)]中随机取出一个数记为r。碰撞后等待时间应该是r倍的争用期。
c重传16次仍不成功时则丢弃该帧并向高层报道。

6.集线器是什么?
集线器很像一个多接口的转发器;集线器工作在物理层,它的每个接口仅简单的转发比特不进行碰撞加测

7.试总结CSMA/CD协议的要点,试画流程图。
(1)准备发送,(发送之前检测信道)
(2)检测信道
(3)边发送边监听

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