計網三、數據鏈路層

本文轉載自查看原文 2021-06-07 22:45 204 計算機網絡

2021-06-02 22:37:39 星期三

好一個玩物喪志....兩天沒學了，今晚十點半了才來開肝，怪誰....

一、數據鏈路層功能概述

基本概念

結點：主機、路由器
鏈路：網絡中兩個結點之間的物理通道，分為有線鏈路、無線鏈路。
數據鏈路：網絡中兩個結點之間的邏輯通道，把實現控制數據傳輸協議的硬件和軟件加到鏈路上就構成數據鏈路。
幀：鏈路層的協議數據單元，封裝網絡層數據報。
數據鏈路層負責通過一條鏈路從一個結點向另一個物理鏈路直接相連的相鄰結點傳送數據報。

數據鏈路層在物理層提供服務的基礎上向網絡層提供服務
最基本的服務是將源自網絡層來的數據可靠的傳輸到相鄰節點的目標機網絡層。
主要作用是加強物理層傳輸原始比特流的功能，將物理層提供的可能出錯的物理連接改造成為邏輯上無差錯的數據鏈路，使之對網絡層表現為一條無差錯的鏈路。
功能：

為網絡層提供服務。——無確認無連接服務，有確認無連接服務，有確認面向連接服務。（有連接就一定有確認）
鏈路管理，即連接的建立、維持、釋放（用於面向連接的服務）。
組幀
流量控制。
差錯控制（幀錯/位錯）

二、封裝成幀&透明傳輸

封裝成幀

在一段數據的前后部分添加首部和尾部，首部和尾部包含許多控制信息，重要作用為幀定界
幀同步：接收方應當能從接收到的二進制比特流中區分出幀的起始和終止。
組幀的四種方法：字符計數法、字符填充法、零比特填充法、違規編碼法。

字符計數法
幀首部使用一個計數字段（第一個字節，八位）來標明幀內字符數。
字符填充法
零比特填充法
與字符填充法的區別是首部和尾部一樣。
保證了透明傳輸：在傳輸比特流中可以傳送任意比特組合，而不會引起對幀邊界的判斷錯誤。
操作：
- 在發送端，掃描整個信息字段，只要連續5個1就立即填入1個0.
- 在接收端收到一個幀時，先找到標志字段確定邊界，再用硬件對比特流進行掃描。發現連續5個1時就把后面的0刪除。
違規編碼法
可以用”高-高“，”低-低“來定界幀的起始和終止。

透明傳輸

透明傳輸不管所傳數據是什么樣的比特組合，都應當能夠在鏈路上傳送。因此，鏈路層就看不見有什么妨礙數據傳輸的東西。

三、差錯控制（檢錯編碼、糾錯編碼）

差錯從何而來

全局性：由於線路本身電氣特性所產生的隨機噪聲是信道固有的，隨機存在的。
解決辦法：提高信噪比來減少或避免干擾（對傳感器下手）
局部性：外界特定的短暫原因所造成的沖擊噪聲，是產生差錯的主要原因
解決辦法：通常利用編碼技術來解決。

差錯分為：

位錯：比特位出錯，1變成0，0變成1.
幀錯：丟失、重復、失序

數據鏈路層的差錯控制

差錯控制（比特錯）

檢錯編碼
- 奇偶校驗碼
- 循環冗余碼CRC
糾錯編碼
- 海明碼

補充：

數據鏈路層編碼和物理層的數據編碼與調制不同，物理層編碼針對的是單個比特，解決傳輸過程中比特的同步等問題如曼徹斯特編碼。而數據鏈路層的編碼針對的是一組比特，通過冗余碼的技術實現一組二進制比特串在傳輸過程是否出現了差錯。
冗余編碼
在數據發送之前，先按某種關系附加上一定的冗余位，構成一個符合某一規則的碼字后再發送。當要發送的有效數據變化時，相應的冗余位也隨之變化，使碼字遵從不變的規則。接收端根據收到碼字是否仍符合原規則，從而判斷是否出錯。

奇偶校驗碼

奇偶校驗碼的特點：
只能檢查出奇數個比特錯誤，檢錯能力為50%。

CRC循環冗余碼

上題....

接收端檢錯過程
把收到的每一個幀都除以同樣的除數，然后檢查得到的余數

余數為0，判定這個幀沒有差錯，接收。
余數不為0，判定這個幀有差錯（無法確定到位），丟棄。
FCS的生成以及接收端CRC檢驗都是由硬件實現，處理很迅速因此不會延誤數據的傳輸。

海明碼

發現雙比特錯，糾正單比特錯
工作原理：動一發而牽全身
工作流程：確定校驗碼位數r，確定校驗碼和數據的位置，求出校驗碼的值，檢錯並糾錯。

確定校驗碼位數r
確定校驗碼和數據的位置
求出校驗碼的值
檢錯並糾錯

四、流量控制與可靠傳輸機制

數據鏈路層的流量控制

較高的發送速度和較低的接收能力的不匹配會造成傳輸出錯，因此流量控制也是數據鏈路層的一項重要工作。

補充：數據鏈路層的流量控制是點對點的，而傳輸層的流量控制是端到端的。
數據鏈路層流量控制手段：接收方收不下就不回復確認。
傳輸層流量控制手段：接收端給發送端一個窗口公告。

流量控制的方法

停止-等待協議
每發送完一個幀就停止發送，等待對方的確認，在收到確認后再發送下一個幀。
滑動窗口協議
- 后退N幀協議（GBN）
- 選擇重傳協議（SR）

停止-等待協議：發送窗口大小=1，接收窗口大小=1；
后退N幀協議：發送窗口大小>1，接收窗口大小=1；
選擇重傳協議：發送窗口大小>1，接收窗口大小>1；
注意：在鏈路層的滑動窗口選擇協議當中，窗口的大小在傳輸過程中是固定的。（傳輸層中有不固定的窗口）

可靠傳輸、滑動窗口、流量控制

可靠傳輸：發送端發啥，接收端收啥
流量控制：控制發送速率，使接收方有足夠的緩沖空間來接收每一個幀
滑動窗口解決：
- 流量控制（收不下就不給確認，想發也發不了）
- 可靠傳輸（發送方自動重傳）

五、停止-等待協議

疑問：停止-等待協議究竟屬於哪一層，數據鏈路層還是傳輸層？

為什么要有停止-等待協議？
除了比特出差錯，底層信道還會出現丟包問題。
為了實現流量控制。
（丟包：物理線路故障、設備故障、病毒攻擊、路由信息錯誤等原因會導致數據報的丟失）
研究停等協議的前提？
雖然現在常用全雙工通信方式，但為了討論問題方便，僅考慮一方發送數據，一方接收數據。
因為是在討論可靠傳輸的原理，所以並不考慮數據是在哪一個層次上傳送的。
停等協議有幾種應用情況
- 無差錯情況
- 有差錯情況

停等協議性能分析

簡單、信道利用率太低！

信道利用率&信道吞吐率

發送方在一個發送周期內，有效的發送數據所需要的時間占整個發送周期的比率。

上題鞏固....

六、后退N幀協議

停等協議的弊端

后退N幀協議中的滑動窗口

GBN發送方必須響應的三件事

上層的調用
上層要發送數據時，發送方先檢查發送窗口是否已滿，如果未滿，則產生一個幀並將其發送，如果已滿，發送方只需將數據返回給上層，暗示上層窗口已滿。上層等一會再發送。（實際實現中，發送方可以緩存這些數據，窗口不滿時再發送幀）
收到了一個ACK
GBN協議中，對n號幀的確認采用累計確認的方式，標明接收方已經收到n號幀和它之前的全部幀。
超時事件
協議的名字為后退N幀/回退N幀，來源於出現丟失和時延過長幀時發送方的行為。就像在停等協議中一樣，定時器將再次用於恢復數據幀過確認幀的丟失。如果出現超時，發送方重傳所有已發送但未被確認的幀。
（假設第一個數據幀丟失，而接收方在接收第零個數據幀后便一直等待第一個數據幀的到來，即使第二個第三個數據幀到來后發現不是第一個數據幀便丟棄，並且發送零號幀的確認幀，而接收端在發送數據幀的同時也一直等待第一個數據幀的確認幀到來直到超時，超時后重發一號幀）

GBN接收方要做的事

如果正確收到n號幀，並且按序，那么接受方為n幀發送一個ACK，並將該幀中的數據部分交付給上層。
其余情況都丟棄幀，並為最近按序接收的幀重新發送ACK。接收方無需緩存任何失序幀，只需維護一個信息：expectedseqnum(下一個按序接收的幀序號)

滑動窗口長度

窗口長度可以無限嘛？？？
若采用n個比特對幀編號，那么發送窗口的尺寸應滿足：因為發送窗口尺寸過大就會使得接收方無法區別新幀和舊幀。

GBN協議重點總結

累積確認（偶爾捎帶確認）
接收方只按順序接收幀，不按序無情丟棄
確認序列號最大的、按序到達的幀
發送窗口最大為2的n次方-1，接收窗口大小為1。

話不多說，上題....

知道選什么嘛？？？

GBN協議性能分析

good:因連續發送數據幀而提高了信道利用率
bad:在重傳時必須把原來已經正確傳送的數據幀重傳，使傳送效率降低。

七、選擇重傳協議

GBN協議的弊端

批量重傳、浪費資源
可不可以只重傳出錯的幀？
解決辦法：設置單個確認，同時加大接收窗口，設置接收緩存，緩存亂序到達的幀。

選擇重傳協議中的滑動窗口

SR發送方必須響應的三件事

上層的調用
從上層收到數據后，SR發送方檢查下一個可用於該幀的序號，如果序號位於發送窗口內，則發送數據幀，否則就像GBN一樣要么將數據緩存，要么返回給上層之后再傳輸。
收到了一個ACK
如果收到ACK，加入該幀序號在窗口內，則SR發送方將那個被確認的幀標記為已接收。如果該幀序號是窗口的下界（最左邊第一個窗口對應的序號），則窗口向前移動到具有最小序號的未確認幀除。如果窗口移動了並且有序號在窗口內的未發送幀，則發送這些幀。
超時事件
每個幀都有自己的定時器，一個超時事件發生后只重傳一個幀。

SR接收方要做的事

good:來者不拒（窗口內的幀）
SR接收方將確認一個正確接收的幀而不管其是否按序。失序的幀將被緩存，並返回給發送方一個該幀的確認幀【收誰確認誰】，直到所有幀（即序號更小的幀）皆被收到為止，這時才可以將一批幀按序交付給上層，然后向前移動滑動窗口。
如果收到了窗口序號外（小於窗口下界）的幀，就返回一個ACK。（收到的原因可能是接收方傳給發送方的ACK丟失，而發送方在經過一個幀的超時事件后又重傳了一遍，而接收方在此之前已經接收了該幀。）
其他情況的話便忽略該幀。。。

運行中的SR

滑動窗口長度

窗口長度可以無限嘛？？？

發送窗口最好等於接收窗口。（大了會溢出，小了沒意義）
。。其中n為用多少個比特來編幀的序號。

SR協議重點總結

對數據幀逐一確認，收一個確認一個。
只重傳出錯幀
接收方有緩存

嘿嘿~~再次上題....

這次會做了嘛？？？做錯了要好好反省自己啊....

2021-06-03 23:59:47 星期四

今天就先到這里把。。。這兩天我深刻的明白了一件事：沒事最好不要攤在the Bed in dormitory，太玩物喪志了，除非馬達夠nb....

2021-06-04 17:24:13 星期五

今天上了這學期最后一節計算機組成原理的理論課，這個課是上大學以來少有的每節課都跟着老師的思路認真聽講幾乎沒有走神。。。
不得不說，聽這種自己想學+老師講的很好的課是一種享受，而在享受面前時間最是毫無存在感可言。
繼續今天的計網學習....

八、信道划分介質訪問控制

傳輸數據使用的兩種鏈路

點對點鏈路
兩個相鄰結點通過一個鏈路相連，沒有第三者。
應用：PPP協議，常用於廣域網
廣播式鏈路
所有主機共享通信介質。
應用：早期的總線以太網、無線局域網，常用於局域網。
典型拓撲結構：總線型、星型（邏輯總線型）

介質訪問控制

介質訪問控制的內容就是：采取一定的措施，使得兩對節點之間的通信不會發生互相干擾的情況。
介質訪問控制分為：

靜態划分信道（還沒開始通信之前先對信道進行划分）————信道划分介質訪問控制
- 頻分多路復用（FDM）
- 時分多路復用（TDM）
- 波分多路復用（WDM）
- 碼分多路復用（CDM）
動態划分信道（通信的過程中遇到沖突再及時的控制解決）
- 輪詢訪問介質訪問控制令牌傳遞協議
- 隨機訪問介質訪問控制
  - ALOHA協議 （不聽就說）
  - CSMA協議 （先聽再說）
  - CSMA/CD協議 （先聽再說，邊聽邊說）
  - CSMA/CA協議

信道划分介質訪問控制

將使用介質的每個設備與來自同一信道上的其他設備的通信隔離開，把時域和頻域資源合理地分配給網絡上的設備。
多路復用技術：把多個信號組合在一條物理信道上進行傳輸，使得多個計算機或終端設備共享信道資源，提高信道利用率

把一條廣播信道，邏輯上分成幾條用於兩個節點之間通信的互不干擾的子信道，實際就是把廣播信道轉變為點對點信道。

頻分多路復用FDM

用戶在分配到一定的頻帶后，在通信過程中自始至終都占用這個頻帶。頻分復用的所有用戶在同樣的時間占用不同的帶寬（頻率帶寬）資源。
充分利用傳輸介質帶寬，系統效率較高；由於技術比較成熟，實現也比較容易。

時分多路復用TDM

將時間划分為一段段等長的時分復用幀（TDM幀）。每一個時分復用的用戶在每一個TDM幀中占用固定序號的時隙，所有用戶輪流占用信道。

TDM幀並不是數據鏈路層里的幀。
頻分復用————”並行“
時分復用————”並發“

改進的時分復用————統計時分復用STDM

可明顯的提高信道的利用率。
每一個STDM幀中的時隙數小於連接在集中器上的用戶數。各用戶有了數據就隨時發往集中器的輸入緩存，然后集中器按順序依次掃描輸入緩存，把緩存中的輸入數據放入STDM幀中，一個STDM幀滿了就發出。STDM幀不是固定分配時隙，而是按需動態分配時隙。

波分多路復用WDM

波分多路復用就是光的頻分多路復用，在一根光纖中傳輸多種不同波長（頻率）的光信號，由於波長（頻率）不同，所以各路光信號互不干擾，最后再用波長分解復用器將各路波長分解出來。

碼分多路復用CDM（較為重要）

碼分多址（CDMA）是碼分復用的一種方式。
1個比特分為多個碼片/芯片，每一個站點被指定一個唯一的m位的芯片序列。
發送1時站點發送芯片序列，發送0時發送芯片序列反碼（通常把0寫成-1）
要解決的三個問題：

如何不打架：多個站點同時發送數據的時候，要求各個站點芯片序列相互正交。
如何合並：各路數據在信道中被線性相加。
如何分離：合並的數據和源站規格化內積。

上傳一下手寫筆記hhhhhh....

九、ALOHA協議

隨機訪問介質訪問控制：所有用戶可隨機發送信息，發送信息時占全部帶寬
由於多個用戶可隨機發送信息而不協調進而產生沖突。

純ALOHA協議

思想：不監聽信道，不按時間槽發送，隨機重發。想發就發

沖突如何檢測？
如果發生沖突，接收方就會檢測出差錯，然后不予確認，發送方在一定時間內不到就判斷發生沖突
沖突如何解決？
超時后等一隨機事件再重傳

時隙ALOHA協議

時隙ALOHA協議的思想：把時間分成若干個相同的時間片，所有用戶在時間片開始時刻同步接入網絡信道，若發生沖突，則必須等到下一個時間片開始時刻再發送。控制想發就發的隨意性

關於ALOHA

純ALOHA比時隙ALOHA吞吐量（在一段時間內成功發送的平均幀數）更低，效率更低。
純ALOHA想發就發，時隙ALOHA只有在時間片段開始時才能發。

十、CSMA協議（載波監聽多路訪問協議）

CS：載波監聽，每一個站在發送數據之前要檢測一下總線上是否有其他計算機在發送數據。
（補充如何檢測：當幾個站同時在總線上發送數據時，總線上的信號電壓擺動值將會增大（互相疊加）。當一個站檢測到的信號電壓擺動值超過一定門限值時，就認為總線上至少有兩個站同時在發送數據，表明產生了碰撞，即發生了沖突。）
MA：多點接入。表示許多計算機以多點接入的方式連接在一根總線上。
協議思想：發送幀之前，監聽信道。
監聽結果：

信道空閑：發送完整幀
- 1-堅持CSMA
- 非堅持CSMA
- p-堅持CSMA
信道忙：推遲發送

1-堅持CSMA

堅持指的是對於監聽信道忙之后的堅持。

思想：如果一個主機要發送信息，那么它先監聽信道；空閑則直接傳輸，不必等待；忙則一直監聽，直到空閑馬上傳輸；如果有沖突（一段時間內未收到肯定回復），則等待一個隨機長的時間再監聽，重復上述過程。
優點：只要媒體空閑，站點就馬上發送，避免了媒體利用率的損失
缺點：假如有兩個或兩個以上的站點有數據要發送，沖突就不可避免。

非堅持CSMA

非堅持指的是對於監聽信道忙之后就不繼續監聽。

思想：如果一個主機要發送信息，那么它先監聽信道；空閑則直接傳輸，不必等待；忙則等待一個隨機的時間之后再進行監聽。
優點：采用隨機的重發延遲時間可以減少沖突發生的可能性。
缺點：可能存在大家都在延遲等待過程中，使得媒體仍可能處於空閑狀態，媒體使用率降低。

p-堅持CSMA

指的是對於監聽信道空閑的處理

思想：如果一個主機要發送消息，那么它先監聽信道；空閑則以p概率直接傳輸不必等待；概率1-p等待下一個時間槽再傳輸；忙則等待一個隨機的時間之后再進行監聽。
優點：既能像非堅持算法那樣減少沖突又能像1-堅持CSMA算法那樣減少媒體空閑時間的這種方案。
缺點：發生沖突后還是要堅持把數據幀發送完造成了浪費。

三種CSMA對比

十一、輪詢訪問介質訪問控制

介質訪問控制

信道划分介質訪問控制（MAC Multiple Access Control）協議：
基於多路復用技術划分資源。
網絡負載重：共享信道效率高。
網絡負載輕：共享信道效率低。
隨機訪問MAC協議（會發生沖突）
用戶根據意願隨機發送信息，發送信息時可獨占信道帶寬
網絡負載重：產生沖突開銷
網絡負載輕：共享信道效率高，單個節點可利用信道全部帶寬。
輪詢訪問MAC協議/輪流協議/輪轉訪問MAC協議
既要不產生沖突，又要發送時占全部帶寬。

輪詢協議

令牌傳遞協議

十二、CSMA/CD協議

載波監聽多點接入/碰撞檢測CSMA/CD(carrier sense multiple access with collision detection)

CS:每一個站在發送數據之前以及發送數據時都要檢測一下總線上是否有其他計算機在發送數據。
表示許多計算機以多點接入的方式連接在一根總線上。總線型網絡
”邊發送邊監聽“，適配器邊發送數據邊檢測信道上信號電壓的變化情況，以便判斷自己在發送數據時其他站是否也在發送數據。半雙工網絡

常用於總線式以太網，應用於有線網絡的情況。

傳播時延對載波監聽的影響

再次上傳一下手寫筆記....

如何確定碰撞后的重傳時機

截斷二進制指數規避算法

確定基本退避（推遲）時間為爭用期
定義參數k，它等於重傳次數，但k不超過10，即k=min[重傳次數，10].當重傳次數不超過10時，k等於重傳次數；當大於10時，k就不再增大而一直等於10.
從離散的整數集合中隨機取出一個數r，重傳所需要退避的時間就是r倍的基本退避時間，即。
當重傳達16次仍不能成功時，說明網絡太擁擠，認為此幀永遠無法正確發出，拋棄此幀並向高層報告出錯。

若連續多次發生沖突，就表明可能有較多的站參與爭用信道。使用此算法可使重傳需要推遲的平均時間隨重傳次數的增大而增大。因而減小發生碰撞的概率，有利於整個系統的穩定。

上題....

會做吧？？？不會的話就....

最小幀長問題

A站發了一個很短的幀，但發生了碰撞，不過幀在發送完畢后才檢測到發生碰撞，沒法停止發送，因為發完了。。

為了使CSMA/CD有其存在的意義，能夠及時的控制住局面，就要定義一個最小幀長，希望檢測到碰撞時幀還沒有發送結束。

以太網規定最短幀長為64B，凡是長度小於64B的都是由於沖突而異常終止的無效幀。

十三、CSMA/CA協議

載波監聽多點接入/碰撞避免CSMA/CA(carrier sense multiple access with collision avoidance)
為什么要有CSMA/CA？
與CSMA/CD不同的是，該協議應用於無線局域網中

無法做到360度全面檢測碰撞
隱蔽站：當A和C都檢測不到信號，認為信道空閑時，同時向終端B發送數據幀，就會導致沖突。

工作原理

發送數據前，先檢測信道是否空閑
空閑則發出RTS（request to send）,RTS包括發射端的地址、接收端的地址、下一份數據將持續發送的時間等信息；信道忙則等待。
接收端收到RTS后，將相應CTS（clear to send）。
發送端收到CTS后，開始發送數據幀（同時預約信道：發送方告知其他站點自己要傳多久數據）。
接收端收到數據幀后，將用CRC來檢驗數據是否正確，正確則相應ACK幀。
發送方收到ACK就可以進行下一個數據幀的發送，若沒有則一直重傳至規定重發次數為止（采用二進制指數退避算法來確定隨機的推遲時間）。

三個機制/手段

預約信道
ACK幀
RTS/CTS幀（可選）主要用於解決隱蔽站的問題

CSMA/CD與CSMA/CA

相同點
CSMA/CD與CSMA/CA機制都從屬於CSMA的思路，其核心是先聽再說。換言之，兩個在接入信道之前都需要進行監聽。當發現信道空閑后，才能進行接入。
不同點
1. 傳輸介質不同：CSMA/CD用於總線式以太網【有線】，而CSMA/CA用於無線局域網【無線】。
2. 載波檢測方式不同：因傳輸介質不同，檢測方式也不同。
3. CSMA/CD檢測沖突，CSMA/CA避免沖突，二者出現沖突后都會進行有上限的重傳。

十四、局域網基本概念和體系結構

局域網

（Local Area Network）:簡稱LAN，是指在某一區域內由多台計算機互聯成的計算機組，使用廣播信道。
特點：

覆蓋地理范圍較小
使用專門鋪設的傳輸介質（雙絞線、同軸電纜）進行聯網，數據傳輸率高
通信延遲時間短，誤碼率低，可靠性較高
個站為平等關系，共享傳輸信道
多采用分布式控制和廣播式通信，能進行廣播和組播

決定局域網的主要要素為：網絡拓撲、傳輸介質和介質訪問控制方法

局域網拓撲結構

局域網傳輸介質

有線局域網常用介質：雙絞線、同軸電纜、光纖
無線局域網常用介質：電磁波

局域網介質訪問控制方法

CSMA/CD 常用於總線型局域網，也用於樹型網絡
令牌總線常用於總線型局域網，也用於樹型網絡
它是把總線型或樹型網絡中的各個工作站按一定順序如按接口地址大小排列形成一個邏輯環。只有令牌持有者才能控制總線，才有發送信息的權力。
令牌環用於環形局域網，如令牌環網

局域網的分類（按照介質訪問控制的方法來分的）

IEEE 802標准

需要記住的IEEE 802現有標准

IEEE 802.3：以太網介質訪問控制協議（CSMA/CD）及物理層技術規范
IEEE 802.5：令牌環網的介質訪問控制協議及物理層技術規范
IEEE 802.8：（FDDI網），光纖技術資訊組，提供有關光纖聯網的技術咨詢
IEEE 802.11：無線局域網（WLAN）的介質訪問控制協議及物理層技術規范

MAC子層和LLC子層

2021-06-04 23:22:16 星期五

本來還打算學一下英語的，結果....唉....英語還真的是最被忽略的那一個。
吐槽一下數據鏈路層，知識點實在太多了，今晚肝不完啦。。。。

2021-06-05 17:53:48 星期六

今天，，，額，今天爭取把數據鏈路層干完把....

十五、以太網

以太網概述

以太網提供無連接、不可靠的服務

無連接：發送方和接收方之間無”握手過程“
不可靠：不對發送方的數據幀編號，接收方不向發送方進行確認，差錯幀直接丟棄，差錯糾正由高層負責。
以太網只實現無差錯接收，不實現可靠傳輸

以太網傳輸介質與拓撲結構的發展

10BASE-T以太網

適配器與MAC地址

以太網MAC幀

高速以太網

十六、無線局域網

IEEE 802.11

IEEE 802.11是無線局域網通用的標准，它是由IEEE所定義的無線網絡通信的標准。

WIFI != 無線局域網，WIFI屬於無線局域網的一種
無線局域網覆蓋的范圍要比WIFI覆蓋的范圍大得多
WIFI為IEEE 802.11b和IEEE 802.11g所定義的標准

802.11的MAC幀頭格式

無線局域網的分類

有固定基礎設施無線局域網
無固定基礎設施無線局域網的自組織網絡

十七、PPP協議和HDLC協議

廣域網

PPP協議

特點
點對點協議PPP是目前使用最廣泛的數據鏈路層協議，用戶使用撥號電話接入因特網時一般都是用PPP協議。只支持全雙工鏈路
應滿足的要求
- 簡單：對於鏈路層的幀無需糾錯，無需序號，無需流量控制
- 封裝成幀：幀定界符
- 透明傳輸：與幀定界符一樣比特組合的數據應該如何處理——異步線路用字節填充，同步線路用比特填充
- 多種網絡層協議：封裝的IP數據報可以采用多種協議。
- 多種類型鏈路：串行/並行，同步/異步，電/光。。。
- 差錯檢測：錯就丟棄。
- 檢測連接狀態：鏈路是否正常工作
- 最大傳送單元：數據部分最大長度MTU（默認不超過1500字節）
- 網絡層地址協商：知道通信雙方的網絡層地址
- 數據壓縮協商
無需滿足的要求：糾錯、流量控制、序號、不支持多點線路
三個組成部分
1. 一個將IP數據報封裝到串行鏈路（同步串行/異步串行）的方法
2. 鏈路控制協議LCP：建立並維護數據鏈路連接。身份驗證。（可理解為建立物理連接）
3. 網絡控制協議NCP：PPP可支持多種網絡層協議，每個不同的網絡層協議都要一個相應的NCP來配置，為網絡層協議建立和配置邏輯連接。
狀態圖
幀格式

HDLC協議

HDLC的站

幀格式

控制字段決定了幀的類型（無奸細）

信息幀（I）第一位為0，用來傳輸數據信息，或使用捎帶技術對數據進行確認。
監督幀（S）10，用來流量控制和差錯控制，執行對信息幀的確認，請求重發和請求暫停發送等功能。
無編號幀（U）11，用於提供對鏈路的建立、拆除等多種控制功能。

PPP協議&HDLC協議

HDLC、PPP只支持全雙工鏈路。
都可以實現透明傳輸。
都可以實現差錯檢測，但不糾正差錯。

十八、鏈路層設備

物理層擴展以太網

用了主干集線器后沖突域的范圍變大，發生沖突的概率更高，實際通信效率更低

鏈路層擴展以太網

網橋&交換機

網橋根基MAC幀的目的地址對幀進行轉發和過濾。當網橋收到一個幀時，並不向所有接口轉發此幀，而是先檢查此幀的目的MAC地址，然后再確定該幀轉發到哪一個接口，或者把它丟棄（即過濾）。

圖中有三個網段：一般指一個計算機網絡中使用同一物理層設備（傳輸介質，中繼器，集線器等）能夠直接通訊的那一部分。
網橋優點：