第三章-计算机网络技术基础-数据链路层剖析.pptx

计算机网络简明教程;第 3 章 数据链路层;第 3 章 数据链路层（续）;第 3 章 数据链路层（续）;数据链路层;数据链路层的简单模型;数据链路层的简单模型( 续）;3.1 使用点对点信道的数据链路层3.1.1 数据链路和帧 ;;数据链路层像个数字管道 ;3.1.2 三个基本问题 ;1. 封装成帧;帧的开始和结束使用专门指明的“帧首部”和“帧尾部”标记。 在帧首部和帧尾部之间的数据部分就不允许出现和帧首部或帧尾部一样的比特组合，否则就会出现帧定界的判断错误。 数据链路层协议就必须设法解决这个问题。 透明传输——数据链路层协议允许所传送的数据可具有任意形式的比特组合。 ;3. 差错检测;循环冗余检验的原理 ;帧检验序列 FCS ;接收端对收到的每一帧进行 CRC 检验 ;应当注意 ;3.2 点对点协议 PPP 3.2.1 PPP 协议的特点 ;用户到 ISP 的链路使用 PPP 协议 ;PPP 协议最主要的特点 ;PPP 协议不需要的功能;PPP 协议的组成 ;3.2.2 PPP 协议的帧格式;PPP 协议的帧格式;透明传输问题 ;字符填充 ;零比特填充 ;; 3.2.3 PPP 协议的工作状态 ;数据链路层;使用广播信道的数据链路层;局域网的数据链路层 ;局域网的拓扑 ;媒体共享技术;以太网的标准 ;数据链路层的两个子层 ;;局域网对 LLC 子层透明;通信适配器 ;通过适配器和局域网进行通信 ;使用广播信道的数据链路层;早期的以太网是将许多计算机都连接到一根总线上。当初认为这样的连接方法既简单又可靠，因为总线上没有有源器件。 ;以太网的广播方式发送 ;为了通信的简便以太网采取了两种重要的措施 ;以太网提供服务的特点;载波监听多点接入/碰撞检测 CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）。 “载波监听”是指每一个站在发送数据之前先要检测一下总线上是否有其他计算机在发送数据，如果有，则暂时不要发送数据，以免发生碰撞。 “载波监听”就是用电子技术检测总线上有没有其他计算机发送的数据信号。 “多点接入”表示许多计算机以多点接入的方式连接在一根总线上。 ;“碰撞检测”就是计算机边发送数据边检测信道上的信号电压大小。 所谓“碰撞”就是发生了冲突。因此“碰撞检测”也称为“冲突检测”。 当几个站同时在总线上发送数据时，总线上的信号电压摆动值将会增大（互相叠加）。 当一个站检测到的信号电压摆动值超过一定的门限值时，就认为总线上至少有两个站同时在发送数据，表明产生了碰撞。;在发生碰撞时，总线上传输的信号产生了严重的失真，无法从中恢复出有用的信息来。 每一个正在发送数据的站，一旦发现总线上出现了碰撞，就要立即停止发送，免得继续浪费网络资源，然后等待一段随机时间后再次发送。;CSMA/CD 协议 ;CSMA/CD重要特性;数据链路层;使用广播信道的以太网;使用集线器的星形拓扑 ;使用集线器的双绞线以太网 ;以太网在局域网中的地位;集线器的特点 ;使用广播信道的以太网; MAC 层的硬件地址 ;网卡检查 MAC 地址 ;MAC 帧的格式 ;MAC 层;数据字段的长度与长度字段的值不一致； 帧的长度不是整数个字节； 用收到的帧检验序列 FCS 查出有差错； 数据字段的长度不在 46 ~ 1500 字节之间。 有效的 MAC 帧长度为 64 ~ 1518 字节之间。 对于检查出的无效 MAC 帧就简单地丢弃。以太网不负责重传丢弃的帧。 ;数据链路层;扩展的以太网;主机使用光纤和一对光纤调制解调器连接到集线器 ;;;优点 使原来属于不同碰撞域的局域网上的计算机能够进行跨碰撞域的通信。 扩大了局域网覆盖的地理范围。 缺点 碰撞域增大了，但总的吞吐量并未提高。 如果不同的碰撞域使用不同的数据率，那么就不能用集线器将它们互连起来。 ;扩展的以太网;在数据链路层扩展局域网是使用网桥。 网桥工作在数据链路层，它根据 MAC 帧的目的地址对收到的帧进行转发。 网桥具有过滤帧的功能。当网桥收到一个帧时，并不是向所有的端口转发此帧，而是先检查此帧的目的 MAC 地址，然后再确定将该帧转发到哪一个端口 ;在数据链路层扩展局域网 ;过滤通信量。 扩大了物理范围。 提高了可靠性。 可互连不同物理层、不同 MAC 子层和不同速率（如10 Mb/s 和 100 Mb/s 以太网）的局域网。 ;;存储转发增加了时延。 在MAC 子层并没有流量控制功能。 具有不同 MAC 子层的网段桥接在一起时时延更大。 网桥只适合于用户数不太多(不超过几百个)和通信量不太大的局域网，否则有时还会因传播过多的广播信息而产生网络拥塞。这就是所谓的广播风暴。 ;集