计算机网络个人学习笔记 (二)数据链路层 :第二部分 连载

传输数据使用的两链路

①ppp协议:点对点(常用于广域网)

②广播式链路:(常用于局域网)

1.总线型 2.星型(逻辑总线型)
介质访问控制(媒体接入控制)MAC
在这里插入图片描述
静态划分信道包括
1.FDM:使用不同的频率代表不同的信道。系统效率高,实现容易
2.TDM:频率相同,使用的不同时间段。信道利用率下降
3.WDM:光的频分复用。
4.CDM:码分复用
其中有一种重要复用方式:CDMA码分多址
动态划分信道
①轮询访问介质控制:
两种:
1.轮询协议:主节点轮流 “邀请”从属节点发送数据。
缺点:
轮询开销:每一次轮次询问的时候的开销
等待延迟:
单点故障:(主节点的宕机)使用备用的主机。
2.令牌传递协议应用于令牌环网
令牌:是一个特殊的MAC控制帧,不含任何的信息。
在这里插入图片描述
令牌环网:不存在碰撞
每个节点都可以在一定的时间(令牌持有时间)内,获取发送数据权利(用于网络负重较重,通信息量较大)

②随机访问介质控制:(解决冲突问题)也只有随机MAC会产生冲突问题
1.ALOHA协议:
–1.纯ALOHA协议:想发就发;不监听,不按照时间超进行发送。
冲突解决:超时后进行解决。
–2.时隙ALOHA协议:重置想发就发的随意性。
其中1比2吞吐量更低,传输效率更低。

CSMA协议:在发送之前就进行监听信道
CS代表监听 MA代表多点接入
CSMA协议有两种情况
1.信道空闲:发送完整的帧。
2.信道忙碌时候:推迟发送
包括三种协议

  1. 1-坚持CSMA 信道空闲就发送,不空闲就一直监听,有冲突的时候,等待一个随机时间在进行发送。
  2. 非坚持CSMA忙就不监听,等待一个随机时间在监听,有冲突的时候,等待一个随机时间进行发送。
  3. p-坚持CSMA以p概率进行传输,等待时间为(1-p),然后在进行传输。

在这里插入图片描述
三种的区别

–3.CSMA/CA协议(用于无线局域网)
CA:代表的是碰撞的避免。
原理:在发送数据前,进行检测信道是否空闲。
步骤rts(Request To Send)
空闲的时候发送RTS协议:RTS协议包括(发送端的地址,接收端的地址,下一份数据持续发生时间)
接收端收到RTS,发送响应CTS。
发送端收到CTS,开始发送数据帧(预约信道)
接收端使用CRC(循环冗余码)进行检验,正确则响应ACK(确认帧)。

–4.CSMA/CD 重点
CD:碰撞检测(边发边监听)应用半双工网络
目的:传播时延对载波监听的影响
令单程端到端的传播时延为t.
争用期:最多是两倍的总线的端到端的传播时延(2t)[目的:检测发生碰撞的时间]
只要进过2t未发生碰撞,就不会发生碰撞。
重传机制
1.确定基本退避时间为争用期2t。
2.定义参数k,等于重传次数,但是k<=10,即k = min[重传次数,10]
3.从离散的整数的集合[0,1,……,2^k-1]随机取数r,r倍的基本退避时间,即2rt。
4.当重传达到了16次,说明网络太拥挤,则永远无法正常发出。
最小帧长问题:(64B)表示最小帧
最小帧 = 2t*数据传输速率

CSMD/CD 和 CSMA/CA的异同
相同点:都从属于CSMA的思路。
不同点:
1.传输介质不同:CA:用于无线网络,CD:用于总线式以太网。
2.载波检测的方式不同。
3.CD用于解决冲突的碰撞,CA用于冲突的避免。

局域网

脑图
在这里插入图片描述
某一区域内由多台计算机互联成的计算机组,使用的是广播信道
特点:
1.覆盖小
2.使用的专门铺设传输介质(双绞线等),数据传输效率高。
3.通信延迟时间短,误码率低,可靠性高。
4.平等,共享传输信道。
网络拓扑结构:
1.星型拓扑
2.总线型拓扑
3.环形拓扑(和令牌环网有关)
4.树型拓扑
在这里插入图片描述
传输介质
1.有线局域网:双绞线,同轴电缆,光纤。
2.无线局域网:电磁波。

有线局域网

3.介质访问控制
总线型:1.CSMD/CD 2.令牌总线
环形局域网: 令牌环。
局域网的类型
1.以太网(最重要)
遵循IEEE 802.3标准
但是一般运用的是DIX。Ethenrnet V2标准
2.令牌环网
遵循IEEE 802.5标准
3.FDDI网
遵循IEEE 802.8标准
4.ATM网
使用的53固定长度单元进行交换。
5.无线局域网(WALN)
遵循IEEE 802.11标准

802标准将数据链路层分为
1.LLC子层(逻辑链路子层)识别网络层
2.MAC子层(介质访问控制子层)数据帧的接收和发送。与物理层有关系。

10-BASE-T(支持全双工/半双工通信)
10Mb/S
base:代表的是基带信号(也就是在数字信道传输)
T代表的是双绞线(一般使用的是无屏蔽双绞线)
编码:曼切斯特编码
协议:CSMA/CD

MAC地址(物理地址):全球唯一的48位的二进制地址。

以太网MAC帧:在这里插入图片描述
IP数据报中的46 = 64(传输最小字节数) - 6+6+2+4

100- BASE-T(支持全双工/半双工通信)
100Mb/s
其他意义和上面相同

吉比特网(支持全双工/半双工通信)
传输介质:光纤、双绞线
10吉比特网(只支持全双工)
传输介质:只有光纤。

无线局域网
遵循IEEE 802.11标准
分类:
1.有固定的基础设施
2.没有固定基础设施在这里插入图片描述

PPP协议和HDML协议

ppp协议用于广域网
广域网
1.网络层
2.数据链路层
3.物理层
使用分组交换技术,达到资源共享的目的。
局域网
1.数据链路层
2.物理层
使用的多点接入技术,达到数据传输无差错的目的。

ppp协议的特点:
在这里插入图片描述
ppp协议不需要的要求
在这里插入图片描述
三个组成部分:
1.将数据报封装到串行链路
2.链路控制协议LCP:(身份的验证)
3.网络控制协议NCP:PPP可支持多种网络层协议,每个不同的网络层协议都要一个相应的NCP来配置,为网络层协议建立和配置逻辑连接。

ppp协议的帧格式:
在这里插入图片描述
HDLC协议:面对比特 (全双工)

ppp协议和HDLC的异同:
1.都只支持全双工
2.可以实现差错检测,但是不能纠正差错。
在这里插入图片描述

扩充以太网:

物理层:
在这里插入图片描述
链路层扩充以太网
在这里插入图片描述
交换机(转发和过滤)
优点:过滤通信量,增大吞吐量。

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