数据链路层（下）



五、介质访问控制

1、信道划分介质访问控制

频分多路复用FDM、时分多路复用TDM、波分多路复用WDM、码分多路复用CDM。

多路复用技术就是把许多个单个信号在一个信道上同时传输的技术。频分多路复用FDM和时分多路复用TDM是两种最常用的多路复用技术。但是，时分复用可能会造成线路资源的浪费。


2、随机访问介质访问控制

1）ALOHA协议【现在很少使用】

纯ALOHA基本思想:是用户有帧即可发送,采用冲突监听与随机重发机制.这样的系统是竞争系统(contentionsystem)。它帧长统一,但两帧冲突或重叠,则会被破坏,因此效率不高。在泊松分布条件下,每个帧时间为尝试发送次数G=0.5时,信道吞吐量S=0.184,也就是说,只能用原信道吞吐量的18.4%。

2）载波监听多路访问(CSMA)

CSMA的原理是:当一个站点要发送数据前,需要先监听总线。如果总线上没有其他站点的发送信号存在,即总线是空闲的,则该站点发送数据;如果总线上有其他站点的发送信号存在,即总线是忙的,则需要等待一段时间间隔后再重新监听总线,再根据总线的忙、闲情况决定是否发送数据。

3）载波监听多路访问/冲突检测(CSMA/CD)

4）CSMA/CA(CarrierSense Multiple Access with Collision Avoidance)


CSMA/CD和CSMA/CA的主要差别对比如下:

CSMA/CD:带有冲突检测的载波监听多路访问,可以检测冲突,但无法“避免”

CSMA/CA:带有冲突避免的载波侦听多路访问,发送包的同时不能检测到信道上有无冲突,只能尽

量‘避免’;

         1.两者的传输介质不同,CSMA/CD用于总线式以太网,而CSMA/CA则用于无线局域网802.11a/b/g/n等等;

         2.检测方式不同,CSMA/CD通过电缆中电压的变化来检测,当数据发生碰撞时,电缆中的电压就会随着发生变化;而CSMA/CA采用能量检测(ED)、载波检测(CS)和能量载波混合检测三种检测信道空闲的方式;

           3.WLAN中,对某个节点来说,其刚刚发出的信号强度要远高于来自其他节点的信号强度,也就是说它自己的信号会把其他的信号给覆盖掉;

             4.本节点处有冲突并不意味着在接收节点处就有冲突;


3、轮询访问介质访问控制:令牌传递协议【逐渐退出了历史舞台】

控制令牌是另一种传输媒体访问控制方法。它是按照所有站点共同理解和遵守的规则,从一个站点到另一个站点传递控制令牌


六、局域网

基本概念：局域网是将小区域内的各种通信设备互联在一起的通信网络。


七、广域网

1、PPP协议

PPP协议是全世界使用最多的数据链路层协议,它已成为因特网的正式标准[RFC1661]。

2、HDLC协议

HDLC是通用的数据链路控制协议,在开始建立数据链路时,允许选用特定的操作方式。所谓操作方式,通俗地讲就是某站点是以主站点方式操作还是以从站方式操作,或者是二者兼备。链路上用于控制目的的站称为主站,其它的受主站控制的站称为从站。主站对数据流进行组织,并且对链路上的差错实施恢复。由主站发往从站的帧称为命令帧,而从从站返回主站的帧称为响应帧。连有多个站点的链路通常使用轮询技术,轮询其它站的站称为主站,而在点-点链路中每个站均可为主站。


八、数据链路层的物理设备

1、网桥

网桥是一种存储转发设备,用来连接类型相似的局域网。


2、局域网交换机

工作原理：以太网交换机的原理很简单,它检测从以太端口来的数据包的源和目的地的MAC(介质访问层)地址,然后与系统内部的动态查找表进行比较,若数据包的MAC层地址不在查找表中,则将该地址加入查找表中,并将数据包发送给相应的目的端口。