第5章 数据结构祥解.ppt

我们的目标: 理解支撑链路层服务的原则: 差错检测, 纠正 共享广播信道: 多路访问 链路层编址 可靠数据传输, 流量控制: 前面已分析过 各种链路层技术实例与实现 第5章 链路层 5.1 概述与服务 5.2 差错检测和纠错 5.3多路访问协议 5.4 链路层编址 5.5 以太网 5.6 集线器和交换机 5.7 PPP 5.8 链路虚拟化: ATM和MPLS 链路层: 主要分析的内容 分组如何通过各段链路？ 网络层的数据报如何被封装成链路层的帧？ 链路层协议是否能够提供路由器之间的可靠数据传输？ 通信路径上不同的链路是否采用不同的链路层协议？ 链路层: 概述 某些术语: 主机和路由器是节点 连接沿通信路径的相邻节点的路径是链路 有线链路 无线链路 局域网 第二层的分组叫帧, 封装数据报 链路层功能：将分组通过一个链路，从一个节点传输到邻近的另一个节点。 链路层协议：用来在单段链路上传输分组。 定义了在链路两端的节点之间交互的分组格式，以及当发送和接收分组时节点采取的动作。 交换的数据单元称为帧 (frame)，封装了一个网络层的数据报。 所采取的动作：包括差错检测、重传、流量控制和随机访问。 典型协议：以太网、802.11无线LAN、令牌环和PPP，以及ATM。 网络层与链路层关系 网络层：将运输层报文段从源主机传送到目的主机。 能够在各段链路层提供异构服务的情况下，完成端到端的工作。 链路层：将网络层数据报从一个节点传送到下一个节点（单段链路）。 不同的链路采用不同的链路层协议，提供的服务不同。 类比例 旅行社组织游客从海口到桂林阳朔 。经过3段旅程，如图。 游客：数据报； 运输区段：通信链路； 运输方式：链路层协议，如汽车、飞机和船。 旅行社：选路协议。 链路层提供的服务 链路层的基本服务是将数据报通过单一通信链路从一个节点移动到相邻节点，所提供的服务的服务细节将随链路层协议从一种进入下一种而改变； 链路层可能提供的服务包括： 成帧：把网络层数据报封装成链路层帧，再传送到链路上。 首部包括若干字段：如编号、物理地址等。 不同的链路层协议，帧格式可能不同。 链路层提供的服务 链路层提供的服务 可靠交付： 保证网络层的数据报无差错地通过链路层。 与运输层类似，可通过确认和重传获得。 高差错率的链路：如无线链路，在本地 (发生差错的链路)纠正差错，不通过运输层或应用层协议进行端到端的数据重传； 低差错率的链路：如光纤、同轴电缆、双绞线链路，不需提供可靠的传输服务。 链路层提供的服务 流量控制：防止发送节点的发送速率过高，避免接收节点来不及处理。 链路节点的帧缓存容量有限。 当帧到达接收节点的速率大于其处理速率，接收方缓冲区产生溢出，帧会丢失。 链路层提供的服务 差错检测： 帧在传输时有可能出现比特差错（1?0、0?1）。 差错检测用来检测是否存在一个或多个差错。 发送节点：在帧中设置差错检测比特； 接收节点：对收到的帧进行差错检测。 通过硬件实现。 差错纠正： 与差错检测类似。 接收方不仅能检测帧中是否出现差错，还能判断差错的位置，并进行纠正。 链路层提供的服务 半双工和全双工： 全双工传输：链路两端的节点可以同时传输分组。 半双工传输：链路两端的节点不能同时传输和接收，只能交替。 链路层服务和运输层服务比较 运输层协议： 在端到端的基础上为两个进程之间提供可靠传输； 流量控制是在端到端的基础上提供。 链路层协议： 在一条链路相连的两个节点之间提供可靠传输。 流量控制是在相邻节点之间的基础上提供。 在路由器中链路层怎样实现在线路卡中？ 主机的链路层是用硬件还是软件实现？ 它是实现一块单独的卡上还是在一个芯片上呢？ 它是怎样与主机的硬件和操作系统组件接口的呢？ 在主机中链路层的主体部分是网络适配器中实现 适配器(adapter)：网络接口卡（NIC，network interface card），其内核为链路层控制器。 NIC是一个电路板（或PCMCIA板），包括RAM、DSP芯片、主机总线接口和链路接口。 实现物理层及链路层的主要功能。 因此链路层控制器的许多功能是用硬件实现的，例如Intel的8254x控制器实现以太网协议，Atheros AR5006实现802.11 WiFi协议，目前网络适配器已被综合进主板------即 “LAN在主板” 奇偶校验 互联网检查和 发送方: 将段内容作为16比特整数序列来处理 检查和: 段内容相加(补码和)