计算机网络基础-数据链路层

思维导图,摘自Blog
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1.基本问题

封装成帧:在一段数据的前后分别添加首部和尾部,然后就构成了一个帧,确定帧的界限。
透明传输:防止消息符号和帧定界符号的相互混淆。
差错检测:差错检测防止差错的无效数据帧,浪费网络资源,广泛使用了循环冗余检验(CRC)来检查比特差错,根据传输/保存的数据来产生固定位数的校验码,从而检测错误。

2.信道类型

2.1点对点信道

这种信道使用一对一的点对点通信方式,因为不会发生碰撞,因此也比较简单,使用 PPP 协议进行控制。
PPP数据帧的格式
网络拓扑构型:网状拓扑型广泛使用。

2.2广播信道

这种信道使用一对多的广播通信方式,因此过程比较复杂。广播信道上连接的主机很多,避免发生冲突(冲突也叫碰撞),因此必须使用专用的共享信道协议来协调这些主机的数据发送,主要有两种控制方法进行协调,一个是使用信道复用技术,一是使用 CSMA/CD 协议。
网络拓扑构型主要有4类:树型(广泛使用)、星型、环型与网状型拓扑。
信道复用技术
●频分复用:所有主机在相同的时间占用不同的频率带宽资源
●时分复用:所有主机在不同的时间占用相同的频率带宽资源
CSMA/CD协议:载波监听、多点接入、碰撞检测
●载波监听 :每个主机都必须不停地监听信道。在发送前,如果监听到信道正在使用,就必须等待。
●多点接入 :说明这是总线型网络,许多主机以多点的方式连接到总线上。
●碰撞检测 :在发送中,如果监听到信道已有其它主机正在发送数据,就表示发生了碰撞。虽然每个主机在发送数据之前都已经监听到信道为空闲,但是由于电磁波的传播时延的存在,还是有可能会发生碰撞。

3.MAC地址

MAC 地址是链路层地址,长度为 6 字节(48 位),用于唯一标识网络适配器(网卡)。
一台主机拥有多少个网络适配器就有多少个 MAC 地址。例如笔记本电脑普遍存在无线网络适配器和有线网络适配器,因此就有两个 MAC 地址。
功能:完成局域网的物理寻址,保证每一帧都能准确地送到正确的地址。

4.局域网

局域网是一种典型的广播信道,主要特点是网络为一个单位所拥有,且地理范围和站点数目均有限。
主要有以太网、令牌环网、FDDI 和 ATM 等局域网技术,目前以太网(星型拓扑结构)占领着有线局域网市场。
以太网帧格式
●类型 :标记上层使用的协议;
●数据 :长度在 46-1500 之间,如果太小则需要填充;
●FCS :帧检验序列,使用的是 CRC 检验方法;

5.交换机

网桥
交换机:网桥只有两个端口。随着网络设备的发展,逐渐产生了多个端口的“网桥”,但是由于网桥是数据链路层的广播通信,A和G通信的时候,B和F就没法通信——一个桥上多个通信将产生冲突。为了能够实现多对多的通信,于是产生了交换机。交换机具有自学习能力,因此交换机是一种即插即用设备,学习的是交换表的内容,交换表中存储着 MAC 地址到接口的映射。

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