计算机网络学习笔记(六)数据链路层

文章目录

  • 链路层概述
      • 1.链路层的基本概念
      • 2.链路层提供的服务
          • (1)服务概览:
          • (2)链路层在何处实现
      • 差错校验和纠正技术
      • 1.奇偶校验
      • 2.检验和方法
      • 3.循环冗余检测
          • (1)CRC的编码操作
  • 多路访问链路和协议
      • 1.信道划分协议
      • 2.随机接入协议
      • 3.轮流协议
  • 交换局域网
      • 1.MAC地址
      • 2.地址解析协议ARP
      • 3.RARP
      • 4.以太网

链路层概述

1.链路层的基本概念

在链路层中,任何设备均为节点。节点包括主机、路由器、交换机和Wifi接入点。沿着通信路径连接相邻节点的通信信道称为链路。为了将一个数据报从源主机传输到目的主机,数据报必须通过沿端到端路径上的各段链路传输。在通过特定链路时,传输节点将数据报封装在链路层帧中,并将该帧传送到链路中。

2.链路层提供的服务

(1)服务概览:
  • 成帧。在每个网络数据报经链路传送之前,都要将其用链路层帧封装起来。
  • 链路接入。媒体访问控制MAC协议规定了帧在链路上的传输规则。
  • 可靠交付。
  • 差错校验和纠正
(2)链路层在何处实现

链路层的主体部分是在网络适配器中实现的,网络适配器即网卡。

差错校验和纠正技术

1.奇偶校验

差错校验最简单的方式就是进行奇偶校验。在偶校验方案中,发送方只需要在数据中附加一个校验比特位,使得该数据比特中,1的数量总是为偶数即可。

缺点:当奇校验方案中出现奇数个差错时或偶校验方案中出现奇数个差错时,将无法检测出正确的差错数。

2.检验和方法

在检验和技术中,比特数据将会被作为一个k比特整数的序列处理。一个简单的检验和方法就是将这k个比特整数加起来,并且用得到的和作为差错校验比特。因特网检验和就是采用的这种方法。

3.循环冗余检测

现今的计算机网络中广泛应用的差错校验技术基于循环冗余检测(CRC)编码,也称为多项式编码。因为该编码能够将要发送的比特串看作为系数是0和1的一个多项式,对比特串的操作被解释为多项式算术。

(1)CRC的编码操作

考虑d比特数据D,发送节点要将它发送给接收节点。发送方和接收方首先必须协商一个r+1比特模式,称为生成多项式,我们将其表示为G。我们要求G的最高有效比特是1。

多路访问链路和协议

1.信道划分协议

  • TDM:时分多路复用,将时间划分为时间帧,并进一步划分每个时间帧为N的时隙。
  • FDM:频分多路复用,将Rbps信道划分为不同的频段,并把每个频率分配给N个节点中的一个。
  • CDMA:码分多路复用,对每个节点分配一种不同的编码。然后每个节点用它唯一的编码来对它发送的数据进行编码。

2.随机接入协议

  • 时隙ALOHA
  • ALOHA
  • 载波侦探多路访问(CSMA)
  • 具有碰撞检测的载波侦听多路复用(CSMA/CD)

3.轮流协议

  • 轮询协议
  • 令牌传递协议

交换局域网

1.MAC地址

MAC地址存在于网卡之上,使用6字节分节十六进制表示。

2.地址解析协议ARP

将IP地址转换为MAC地址

3.RARP

将MAC地址转换为IP地址

4.以太网

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