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计算机网络:数据链路层

数据链路层的基本概念:

构建网络通信和访问通道的本质功能,但它们是。首先要说明的是,物理层是建立的,构建在数据链路层上的是

:(物理链路)是一个无源的物理路段

:(逻辑链路)

将实现协议的硬件和软件添加到链路中,构成数据链路(物理链路) 协议)

:数据链路基本单位,数据链路层中的帧是数据

数据链路层的作用:

将网络层交付的数据构成帧发送到链路,并将接收到的帧中的数据取出并交付给网络层

  1. 把网络层的ip数据报封装成帧
  2. 将帧发送到目的节点的数据链路层
  3. 如果接收帧没有区别,则提出ip数据报告交给网络层,否则丢弃帧

使用数据链路层的信道 :

点对点信道:一对一

广播信道:一对多

链路层的三个基本问题:

  • 封装帧

  • 透明传输

  • 差错检测

封装成帧:

将头部和尾部分别添加到一段数据前后,然后形成帧。

首部为:SOH(二进制编码:0000001)

尾部为:EOT(二进制编码:00000100)

透明传输:

无论帧数据部分是否有帧定界符,都能正确识别出一个完整的帧

通过字节填充实现透明传输:

  1. 数据链路层在数据种控制字符SOH和EOT插入转义字符前ESC(16进制表示1B,二进制为00011011)
  2. 如果数据中出现转义字符,则需要在转义字符前添加转义字符

接收端接收时:

  1. 帧定界:找第一个前面没有ESC的SOH,没有找到最后一个前面ESC的EOT
  2. 删除扫描帧的部分SOH或EOT前的ESC,碰到两个ESC删除一个

差错检测:

差错:

  • 数据 1 变 0 0 变 1
  • 帧丢失,帧重复,帧失序

错误的原因:链路在传输过程中受到干扰,信噪比越小,错误的概率越大

在一段时间内,传输错误的比特占传输比特总数的比例称为误码率 BER (Bit Error Rate)。

错误检测方法:(淘汰)

奇偶校验法:在数据流后面加一个奇偶校验位,确保数据流中1的数量为奇数。

数据为:0011011

后面添加:00110111

11011100收到的数据找不到错误

循环冗余检查CRC(Cyclic Redundancy Code):

CRC接收无误,但不能保证接收帧100%无误

发送的数据如下:

传输的数据为:101001

采用的除数为:1101(接受端和发送端约定)

被除数:101001000

余数为:冗余码 或 帧检验序列

  1. 如果获得的余数为0,则可以接收此帧
  2. 若不是0,就丢弃

点对点协议:(PPP)

  • 点对点协议是世界上使用最多的数据链路层协议
  • 用户通过电话线或宽带连接互联网时会使用它PPP

  • 封装成帧

  • 透明传输

  1. 字节填充法

  2. 零比特法

封装成帧:

IP数据报:最大1500

有效数据率:1500/15000 8=99.97%

透明传输:

1.字节填充法:

例子:

7D 67 7E 88 10

7D 5D 57 7D 5E 88 7D 30

2.零比特填充法:

只要在发送端发现, 5 个连续 一、马上填一个 0。 接收器扫描帧中的比特流。每当发现时 5 一个连续一点,就把这个 5 个连续 1 后的一个 0 删除。

局域网:

广播信道用于局域网。

局域网的特点:

  1. 网络属于单位,地理范围和网站数量有限
  2. 局域网具有广播功能,主机可以很容易地与其他主机通信
  3. 局域网易扩展演变,可靠性和可用性高

局域网拓扑结构:

拓扑结构:网络上计算机、电缆、其他部件的布置和物理布局

  • 星网:依靠,集线器损坏,所有主机无法正常通信
  • 总线网:使用最多的局域网结构,使用
  • 环网:通过

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