CH3-数据链路层

1、计算机网络(第5版)，第3章数据链路层，第3章数据链路层，第3.1章数据链路层使用点对点信道和帧3.1.2三个基本问题3.2点对点协议PPP 3 . 2 . 1 PPP PPP协议的特征PPP 3.2.1 PPP协议的帧格式PPP 3.2.1 PPP协议的工作状态，第3章数据链路层(续)， 3.3数据链路层使用广播信道3.3.1数据链路层局域网3 . 3 . 2 CSMA/光盘协议3.4以太网使用广播信道3.4.1星型拓扑使用集线器3.4.2以太网信道利用率3.4.3以太网的媒体访问控制层第3章数据链路层(续)， 3.5扩展以太网3.5.1物理层的扩展以太网3.5.2数据链路层的扩展以太网3.

2、6.1 100BASE-T以太网3.6.2千兆以太网3.6.3 10千兆以太网3.6.4使用高速以太网3.7的宽带接入其他类型的高速局域网接口、数据链路层的简单模型、局域网、广域网、主机H1、主机H2、路由器R1、路由器R2、路由器r 3、电话网络、局域网、主机H1向H2发送数据、数据流来自路由器R2、路由器R3、电话网络、局域网、主机H1将数据发送到H2、链路层、应用层、传输层、网络层、物理层、链路层、应用层、传输层、网络层和物理层。H2 H1，仅从数据链路层观察帧流，3.1基本概念，链路是一个无源点对点物理线段，中间没有任何其他交换节点。链接只是路径的一个组成部分。除了物理线路，数据链路还

3、必须有通信协议来控制这些数据的传输。如果将实现这些协议的硬件和软件添加到链路中，它将构成一条数据链路。目前，最常见的方法是使用适配器(即网卡)来实现这些协议的硬件和软件。通用适配器包括数据链路层和物理层的功能。IP数据报，1010 0110，帧，取出，链路，数据链路层，网络层，链路，节点a，节点b，物理层，数据链路层，节点a，节点b，(。数据链路层传输帧，这就像一个数字管道。数字管道通常在两个对等数据链路层之间绘制，在该数字管道上传输的数据单元是帧。早期的数据通信协议被称为通信程序。因此，在数据链路层，过程和协议是同义的。3.1.2三个基本问题，(1)封装成帧，(2)透明传输，(3)差错控制，

4、1 .封装到帧中，封装到帧中(成帧)是在一段数据之前和之后添加头部和尾部，然后形成帧。确定框架的边界。首部和尾部的一个重要功能是界定帧。帧尾、帧头、IP数据报、帧的数据部分、帧尾、MTU、数据链路层的帧长、传输开始、帧开始、带有控制字符的帧定界示例、SOH、安装在帧中的数据部分、帧、帧开始、帧结束、传输前。它作为无效帧被接收端丢弃，并被接收端误认为帧。数据部分、EOT、完整帧、先发送，解决透明传输问题。发送端的数据链路层在数据中出现控制字符“SOH”或“EOT”之前插入一个转义字符“ESC”(其十六进制代码为1B)。字节填充或字符填充接收器的数据链路层在将数据发送到网络层之前删除插入的转义字符

5、。如果转义字符也出现在数据中，应该在转义字符之前插入一个转义字符。当接收方收到两个连续的转义字符时，它会删除第一个字符。，soh、soh、eot、soh、ESC、ESC、eot、ESC、soh、ESC、ESC、soh、原始数据、EOT、EOT、字节填充后发送的数据、字节填充、字节填充。用字节填充解决透明传输问题。错误检测，传输过程中可能出现位错误：1可能变为0，0也可能变为1。在一段时间内，传输错误的比特数与传输比特总数的比率称为误码率。误码率与信噪比有很大关系。为了保证数据传输的可靠性，在计算机网络中传输数据时必须采取各种错误检测措施。循环冗余校验的原理、循环冗余校验的检错技术被广泛应用于数

6、据链路层传输的帧中。在发送端，数据被分成组。假设每组k位。假设要传输的一组数据是M=101001(现在k=6)。我们在M后添加N位冗余码进行检错，并一起发送。要计算冗余码，首先必须给出一个(n 1)阶的生成多项式p，其系统的排列称为除数。二进制模2运算用于将2n乘以m，这相当于在m之后加上n个零。所获得的(k n)比特数除以长度为(n 1)比特的预选除数p，商为q，余数为r。余数r比除数p小一位，即r为n比特。冗余码计算示例，现在k=6，M=101001。假设n=3，除数P=1101，被除数为2nM=101001000。模2运算的结果是：商=110101，余数=001。余数r作为冗余码被加到数

7、据m的后面并被发送出去。传输的数据为2nM R，即101001001，共有(k n)位。110101 Q(商)p(除数)1101 101001000 2nM(被除数)1101 1110 1101 0111 0000 1110 1101 0000 1100 1101 001 r(余数)，作为FCS的原理说明，循环冗余测试。接收端对每个接收到的帧执行循环冗余校验。(1)如果所获得的余数R=0，则该帧被判断为无错误并被接受。(2)如果余数R 0，则判断该帧有错误并将其丢弃。然而，这种检测方法不能确定哪个或哪些位有错误。只要我们严格选择并使用有足够位数的除数P，不可检测错误的概率是非常小的。帧校验序列

8、FCS，以及在数据之后添加的冗余码被称为帧校验序列FCS。循环冗余校验循环冗余校验和帧校验序列不相等。CRC是一种常见的错误检测方法，而FCS是添加到数据中的冗余代码。循环冗余校验可以获得循环冗余校验，但循环冗余校验不是获得循环冗余校验的唯一途径。应当注意，仅使用循环冗余校验的循环冗余校验错误检测技术只能实现无错误接受。也就是说，“在接收端被数据链路层接受的所有帧都没有传输错误”(有错误的帧被丢弃并且不被接受)。有三种错误：帧丢失、重复和失序。为了实现“可靠传输”(即接收发送的任何内容)，有必要添加确认和重传机制。数据链路层协议的分类。数据链路层主要使用两种类型的信道：点对点信道。该信道使用一

9、对一的点对点通信。广播频道。该频道采用一对多广播通信模式，因此过程复杂。广播信道上连接了许多主机，因此必须使用特殊的共享信道协议来协调这些主机的数据传输。，3.2点对点协议PPP，用户，互联网，已应用于互联网管理机构的多个IP地址，ISP，PPP协议，PPP的两种封装形式，以太网点对点协议(PPPoE)和自动柜员机点对点协议(PPPoA)，是最常用的，2。点对点协议的定义点对点协议是一种数据链路协议，通常用于在两个网络节点之间建立直接连接。它可以提供连接认证、传输加密隐私和压缩。3。1992年制定的购买力平价协议的组成。RFC 1661在1993年和1994年进行了修订。PPP协议有三个封装在

10、帧中的组件。链路控制协议。网络控制协议。互联网协议(IP)使用IP控制协议(IPCP)，互联网数据包交换(IPX)使用Novell IPX控制协议(IPX/SPX)。使用幻数进行循环链接检测。如果一条线路是环形的，节点会收到一条带有自己的幻数的LCP消息，而不是收到一条带有对等幻数的消息。3.2.2 PPP协议帧格式，PPP有一个2字节的协议字段。当协议字段为0 x0021时，PPP帧的信息字段为IP数据报。如果为0 xC021，则信息字段为PPP链路控制数据。如果是0 x8021，则表示是网络控制数据。PPP是面向字节的，所有PPP帧的长度都是整数字节。透明传输问题，当0 x7E出现在信息字

11、段中时：当PPP用于同步传输链路时，协议规定用硬件来完成位填充(就像HDLC)。当PPP用于异步传输时，使用一种特殊的字符填充方法。字符填充，将信息字段中出现的每0 x7E字节转换为2字节序列(0 x7D，0 x5E)。如果信息字段中出现0 x7D字节，它将被转换为2字节序列(0 x7D，0 x5D)。如果信息字段中出现ASCII控制字符(即值小于0 x20的字符)，则应在字符前添加0 x7D字节，同时应更改字符的编码。当在SONET/SDH链路中使用PPP协议时，它使用同步传输(连续传输一系列比特)。此时，PPP协议采用零比特填充的方法来实现透明传输。在发送端，只要找到五个连续的1，就会立即

12、填入0。接收端扫描帧中的比特流。每当发现五个连续的1时，删除五个连续1之后的一个0。0 1001 11 10 1000 1010，0 1001 11 1000 1010，0 1001 111 101 010 101 0001 010，8位组合与信息字段中出现的标志字段f完全相同。发送端在5个连续的1后填写0位并发送出去，接收端在5个连续的1后删除0位将被误认为标志字段f，发送端填写0位，接收端删除0位，3 . 2 . 3 PPP协议的工作状态。当用户拨号接入互联网服务提供商时，路由器的调制解调器确认拨号并建立物理连接。个人计算机向路由器发送一系列LCP数据包(封装成多个PPP帧)。这些数据包及

13、其响应选择一些PPP参数并配置网络层。网络控制程序为新访问的计算机分配一个临时的IP地址，使计算机成为互联网上的主机。当通信结束时，网络控制点释放网络层连接，并收回最初分配的IP地址。然后，LCP释放数据链路层连接。最后，释放物理层连接。设备之间没有链路，链路是静态的，链路建立、认证、网络层协议、链路打开、链路终止、物理链路、LCP链路、已认证的LCP链路和NCP链路、物理层连接建立、LCP配置协商、认证成功或没有认证、NCP配置协商、链路失败或LCP链路被终止、认证失败、LCP配置协商失败、PPP协议不需要的功能、纠错流控制序列号多点线路半双工或单工链路，并且不提供使用序列号和确认的可靠传输。PPP协议不使用序列号和确认机制的原因是出于以下考虑：当数据链路层的错误概率较小时，使用更简单的PPP协议更为合理。在互联