思科网络学院教程——OSI数据链路层实用教案

1、学习学习(xux)目标目标说明数据链路层协议在数据传输中的作用。阐述数据链路层如何准备数据，以便通过网络介质传输。描述(mio sh)不同类型的介质访问控制方法。认识几种常见的逻辑网络拓扑，还可以说明逻辑拓扑确定网络介质访问控制方法的方式。解释将数据包封装成帧以方便介质访问的意图。描述(mio sh)第 2 层帧结构并认识通用字段。解释帧头和帧尾主要字段（包括编址、服务质量、协议类型以及帧校验序列）的功能。第1页/共63页第一页，共63页。课程课程(kchng)索引索引 7.1 数据链路层 访问介质 7.2 介质访问控制技术 7.3 介质访问控制编址和对数据成帧 7.4 汇总归纳 7.5 实验

2、(shyn)和练习第2页/共63页第二页，共63页。7.1数据链路层数据链路层 访问访问(fngwn)介质介质第3页/共63页第三页，共63页。数据链路层数据链路层 支持支持(zhch)并连通上层服务并连通上层服务 数据链路层执行以下两种基本服务： 允许上层使用成帧之类的各种技术访问介质 使用介质访问控制和错误检测( jin c)等技术将数据放置到介质上，以及从介质接收数据。第4页/共63页第四页，共63页。数据链路层数据链路层 支持并连通上层支持并连通上层(shngcng)服务服务 数据(shj)链路层术语第5页/共63页第五页，共63页。数据链路层数据链路层 支持并连通上层支持并连通上层(

3、shngcng)服务服务 使用多种数据链路层协议使 IP 数据包通过各种 LAN 和 WAN 网络进行( jnxng)传输。第6页/共63页第六页，共63页。数据链路层数据链路层 控制通过本地控制通过本地(bnd)介质的传输介质的传输 第 2 层协议指定(zhdng)了将数据包封装成帧的过程。第7页/共63页第七页，共63页。数据数据(shj)链路层链路层 创建帧创建帧 数据(shj)链路层帧格式:第8页/共63页第八页，共63页。数据数据(shj)链路层链路层 创建帧创建帧 数据链路层是其上各层的软件进程( jnchng)与其下的物理层之间的连接层。第9页/共63页第九页，共63页。数据链路

4、层数据链路层 将上层服务连接将上层服务连接(linji)到介质到介质 数据链路层通常(tngchng)拆分成两个子层：上子层和下子层。 逻辑链路控制 介质访问控制第10页/共63页第十页，共63页。数据数据(shj)链路层链路层 标准标准 数据(shj)链路层标准第11页/共63页第十一页，共63页。7.2 介质介质(jizh)访问控制访问控制技术技术第12页/共63页第十二页，共63页。将数据将数据(shj)放到介质上放到介质上 规范数据帧在介质上的放置(fngzh)的方法称为介质访问控制。 第13页/共63页第十三页，共63页。针对针对(zhndu)共享介质的介质访问控制共享介质的介质访问

5、控制 对于共享介质，有两种基本介质访问控制方法： 受控 - 每个节点各自都有使用介质的时间(shjin)。 争用 - 所有节点自由竞争介质的使用权。第14页/共63页第十四页，共63页。针对针对(zhndu)共享介质的介质访问控制共享介质的介质访问控制 对于共享介质，有两种基本介质访问控制方法： 受控 - 每个节点各自(gz)都有使用介质的时间。 争用 - 所有节点自由竞争介质的使用权。第15页/共63页第十五页，共63页。针对针对(zhndu)共享介质的介质访问控制共享介质的介质访问控制 对于共享介质，有两种基本介质访问控制方法： 受控 - 每个节点各自都有使用介质的时间。 争用 - 所有(

6、suyu)节点自由竞争介质的使用权。第16页/共63页第十六页，共63页。针对针对(zhndu)非共享介质的介质访问控制非共享介质的介质访问控制 在点对点连接中，数据链路层必须考虑(kol)通信为半双工还是全双工。第17页/共63页第十七页，共63页。针对针对(zhndu)非共享介质的介质访问控制非共享介质的介质访问控制 在点对点连接中，数据链路层必须考虑通信(tng xn)为半双工还是全双工。第18页/共63页第十八页，共63页。针对针对(zhndu)非共享介质的介质访问控制非共享介质的介质访问控制 在点对点连接(linji)中，数据链路层必须考虑通信为半双工还是全双工。第19页/共63页第

7、十九页，共63页。逻辑拓扑逻辑拓扑(tu p)和物理拓扑和物理拓扑(tu p) 物理拓扑是节点与它们之间的物理连接的布局。表示如何使用介质来互连设备即为物理拓扑。 逻辑拓扑是网络将帧从一个节点传输到另一节点的方法(fngf)。此布局由网络节点之间的虚拟连接组成，与其物理布局无关。 网络中常用的逻辑拓扑和物理拓扑包括： 点对点 多路访问 环 第20页/共63页第二十页，共63页。点对点拓扑点对点拓扑(tu p) 点对点拓扑将两个(lin )节点直接连接在一起。第21页/共63页第二十一页，共63页。点对点拓扑点对点拓扑(tu p) 虚电路是在网络中的两个(lin )网络设备间创建的逻辑连接。第2

8、2页/共63页第二十二页，共63页。点对点拓扑点对点拓扑(tu p) 虚电路是在网络中的两个网络设备间创建(chungjin)的逻辑连接。第23页/共63页第二十三页，共63页。多路访问多路访问(fngwn)拓扑拓扑 逻辑多路访问拓扑使多个节点可通过使用相同的共享介质相互(xingh)通信。 在某一时刻，可将来自某个节点的数据放置到介质上。 每个节点都可以看见介质上的所有帧，但是只有帧的目的节点可处理帧内容。 逻辑多路访问拓扑使用的介质访问控制方法通常为 CSMA/CD或 CSMA/CA。第24页/共63页第二十四页，共63页。多路访问多路访问(fngwn)拓扑拓扑 逻辑多路访问(fngwn)

9、拓扑第25页/共63页第二十五页，共63页。环拓扑环拓扑(tu p) 在逻辑环拓扑中，各节点依次接收帧。若帧并非发往该节点，它将把帧传递到下一节点。这将允许环使用(shyng)一种受控介质访问控制技术，称为令牌传递。 逻辑环拓扑中的节点从环中取下帧，检查地址，如果它并非发往该节点则将它发回环上。 在环中，源节点和目的节点之间的环一周的所有节点都会检查该帧。第26页/共63页第二十六页，共63页。 逻辑(lu j)环拓扑第27页/共63页第二十七页，共63页。7.3 介质介质(jizh)访问控制编址和对数访问控制编址和对数据成帧据成帧第28页/共63页第二十八页，共63页。数据数据(shj)链路

10、层协议链路层协议 帧帧 由于(yuy)协议的不同，帧结构以及帧头和帧尾中包含的字段会存在差异。第29页/共63页第二十九页，共63页。成帧成帧 帧头的功能帧头的功能(gngnng) 帧头的作用 帧首字段告知网络中的其他设备一个帧将沿介质传输过来。 地址字段用于存储数据链路源地址和目的地址。 类型/长度字段是可选字段，某些协议用其说明(shumng)即将传输的数据类型，也可能用于说明(shumng)帧的长度。第30页/共63页第三十页，共63页。编址编址 帧的去向帧的去向(qxing) 数据链路层地址包含在帧头中，它指定了帧在本地网络中的目的节点。 若将设备移至另一网络或子网，它将仍使用同一(t

11、ngy)第 2 层物理地址。 如果帧中的数据包必须传递到另一网段上，中间设备（路由器）将解封原始帧，为数据包创建一个新帧并将它发送到新网段中。第31页/共63页第三十一页，共63页。编址编址 帧的去向帧的去向(qxing) 编址要求(yoqi)第32页/共63页第三十二页，共63页。成帧成帧 帧尾的功能帧尾的功能(gngnng) 帧尾的作用(zuyng)第33页/共63页第三十三页，共63页。数据数据(shj)链路层协议链路层协议 帧帧 使用的第 2 层协议取决于网络的逻辑拓扑以及(yj)物理层的实施方式。802.11 Wireless Frame802.11 Wireless FramePP

12、P frameHDLCFrame RelayEthernet Frame第34页/共63页第三十四页，共63页。数据数据(shj)链路层协议链路层协议 帧帧 针对(zhndu) LAN 的以太网协议第35页/共63页第三十五页，共63页。数据数据(shj)链路层协议链路层协议 帧帧 针对(zhndu) WAN 的点对点协议第36页/共63页第三十六页，共63页。数据数据(shj)链路层协议链路层协议 帧帧 针对(zhndu) LAN 的无线协议第37页/共63页第三十七页，共63页。7.4 汇总汇总(huzng)归纳归纳第38页/共63页第三十八页，共63页。通过网际网络跟踪通过网际网络跟踪(

13、gnzng)数据数据 通过网际网络实现的两台主机(zhj)间的简单数据传输过程。第39页/共63页第三十九页，共63页。通过通过(tnggu)网际网络跟踪数据网际网络跟踪数据 通过网际网络实现(shxin)的两台主机间的简单数据传输过程。第40页/共63页第四十页，共63页。通过通过(tnggu)网际网络跟踪数据网际网络跟踪数据 通过(tnggu)网际网络实现的两台主机间的简单数据传输过程。第41页/共63页第四十一页，共63页。通过通过(tnggu)网际网络跟踪数据网际网络跟踪数据 通过网际网络实现的两台主机(zhj)间的简单数据传输过程。第42页/共63页第四十二页，共63页。通过网际网络

14、通过网际网络(wnglu)跟踪数据跟踪数据 通过(tnggu)网际网络实现的两台主机间的简单数据传输过程。第43页/共63页第四十三页，共63页。通过网际网络跟踪通过网际网络跟踪(gnzng)数据数据 通过网际网络(wnglu)实现的两台主机间的简单数据传输过程。第44页/共63页第四十四页，共63页。通过网际网络通过网际网络(wnglu)跟踪数据跟踪数据 通过网际网络实现(shxin)的两台主机间的简单数据传输过程。第45页/共63页第四十五页，共63页。通过网际网络跟踪通过网际网络跟踪(gnzng)数据数据 通过网际网络实现的两台主机(zhj)间的简单数据传输过程。第46页/共63页第四十

15、六页，共63页。通过网际网络跟踪通过网际网络跟踪(gnzng)数据数据 通过网际网络实现的两台(lin ti)主机间的简单数据传输过程。第47页/共63页第四十七页，共63页。通过网际网络跟踪通过网际网络跟踪(gnzng)数据数据 通过网际网络实现(shxin)的两台主机间的简单数据传输过程。第48页/共63页第四十八页，共63页。通过通过(tnggu)网际网络跟踪数据网际网络跟踪数据 通过网际网络实现的两台主机(zhj)间的简单数据传输过程。第49页/共63页第四十九页，共63页。通过通过(tnggu)网际网络跟踪数据网际网络跟踪数据 通过网际网络实现(shxin)的两台主机间的简单数据传输

16、过程。第50页/共63页第五十页，共63页。通过网际网络跟踪通过网际网络跟踪(gnzng)数据数据 通过网际网络实现的两台(lin ti)主机间的简单数据传输过程。第51页/共63页第五十一页，共63页。通过网际网络通过网际网络(wnglu)跟踪数据跟踪数据 通过网际网络实现的两台主机(zhj)间的简单数据传输过程。第52页/共63页第五十二页，共63页。通过网际网络通过网际网络(wnglu)跟踪数据跟踪数据 通过网际网络实现的两台主机(zhj)间的简单数据传输过程。第53页/共63页第五十三页，共63页。通过网际网络通过网际网络(wnglu)跟踪数据跟踪数据 通过网际网络实现的两台主机间的简

17、单( jindn)数据传输过程。第54页/共63页第五十四页，共63页。通过网际网络跟踪通过网际网络跟踪(gnzng)数据数据 通过网际网络(wnglu)实现的两台主机间的简单数据传输过程。第55页/共63页第五十五页，共63页。通过网际网络通过网际网络(wnglu)跟踪数据跟踪数据 通过网际网络实现的两台主机(zhj)间的简单数据传输过程。第56页/共63页第五十六页，共63页。通过网际网络跟踪通过网际网络跟踪(gnzng)数据数据 通过网际网络实现的两台(lin ti)主机间的简单数据传输过程。第57页/共63页第五十七页，共63页。通过网际网络跟踪通过网际网络跟踪(gnzng)数据数据 通过网际网络实现的两台主机间的简单( jindn