數(shù)據(jù)鏈路層 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

1、數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層2q介質(zhì)訪問(wèn)控制介質(zhì)訪問(wèn)控制:隨機(jī)訪問(wèn)介質(zhì)訪問(wèn)訪問(wèn)控制隨機(jī)訪問(wèn)介質(zhì)訪問(wèn)訪問(wèn)控制CSMA/CD、CSMA/CA和和ALOHAq可靠傳輸機(jī)制可靠傳輸機(jī)制q數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備:網(wǎng)橋和交換機(jī)基本原理網(wǎng)橋和交換機(jī)基本原理 3q局域網(wǎng)局域網(wǎng): 以太網(wǎng)與以太網(wǎng)與IEEE802.3q數(shù)據(jù)鏈路層的三個(gè)基本問(wèn)題：成幀、透明傳輸、數(shù)據(jù)鏈路層的三個(gè)基本問(wèn)題：成幀、透明傳輸、差錯(cuò)控制差錯(cuò)控制 q信道劃分介質(zhì)訪問(wèn)控制：信道劃分介質(zhì)訪問(wèn)控制：FDM、TDM、WDM4q廣域網(wǎng)協(xié)議：廣域網(wǎng)協(xié)議： PPP協(xié)議、協(xié)議、HDLC協(xié)議協(xié)議5介質(zhì)訪問(wèn)控制介質(zhì)訪問(wèn)控制:隨機(jī)訪問(wèn)介質(zhì)訪問(wèn)訪問(wèn)控制隨機(jī)訪問(wèn)介質(zhì)訪問(wèn)

2、訪問(wèn)控制CSMA/CD、CSMA/CA和和ALOHAq可靠傳輸機(jī)制可靠傳輸機(jī)制q數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備:網(wǎng)橋和交換機(jī)基本原理網(wǎng)橋和交換機(jī)基本原理 多路訪問(wèn)協(xié)議多路訪問(wèn)協(xié)議CSMA 純ALOHA 分隙ALOHA 載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)協(xié)議純純ALOHA的原理的原理 任何一個(gè)站都可以在幀生成后立即發(fā)送（可能沖突） ，并通過(guò)信號(hào)的反饋，檢測(cè)信道，以確定發(fā)送是否成功，如發(fā)送失敗，則經(jīng)隨機(jī)延時(shí)后再發(fā)送 在純ALOHA中，站點(diǎn)一旦產(chǎn)生新幀則立即發(fā)送，如果一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度的幀的發(fā)送時(shí)間為t，在t0+t時(shí)刻允許生成一個(gè)新幀，除此新幀之外，在t0 t0+2t 時(shí)間內(nèi)不能有其它幀產(chǎn)生，否則沖突，即沖突危險(xiǎn)區(qū)為2t純純

3、ALOHA的原理的原理（續(xù)）（續(xù)） 沖突危險(xiǎn)區(qū) t0 t0+t t0+2t t0+3t時(shí)間多路訪問(wèn)協(xié)議多路訪問(wèn)協(xié)議 純ALOHA 分隙ALOHA 載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)協(xié)議分隙分隙ALOHA的原理的原理（續(xù)）（續(xù)）分隙ALOHA的時(shí)間以時(shí)隙(Time Slot)為單位時(shí)隙的長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)一幀的傳輸時(shí)間，其起點(diǎn)由專門的信號(hào)來(lái)標(biāo)志 新幀的產(chǎn)生是隨機(jī)的，但分隙ALOHA不允許隨機(jī)發(fā)送，凡幀的發(fā)送必須在時(shí)隙的起點(diǎn)，即沖突危險(xiǎn)區(qū)是原來(lái)的一半 沖突主要發(fā)生在時(shí)隙的起點(diǎn)處，一旦發(fā)送成功，則沖突主要發(fā)生在時(shí)隙的起點(diǎn)處，一旦發(fā)送成功，則不會(huì)出現(xiàn)沖突，即生成新幀并等待發(fā)送的這一幀時(shí)不會(huì)出現(xiàn)沖突，即生成新幀并等待發(fā)送的這一幀時(shí)

4、內(nèi)，是沖突危險(xiǎn)區(qū)，時(shí)間長(zhǎng)度為內(nèi)，是沖突危險(xiǎn)區(qū)，時(shí)間長(zhǎng)度為t，是原來(lái)的一半，是原來(lái)的一半在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)只產(chǎn)生一個(gè)新幀，新幀不允許立即發(fā)送，將在下一個(gè)時(shí)隙的開(kāi)始處 t0+t 時(shí)發(fā)送，不會(huì)發(fā)生沖突在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)以上新幀，下一個(gè)時(shí)隙的開(kāi)始處 t0+t 時(shí)，一個(gè)以上的幀同時(shí)發(fā)送，將發(fā)生沖突，即沖突危險(xiǎn)區(qū)為t分隙分隙ALOHA的原理的原理 時(shí)間 t0 t0+t t0+2tt0+t沖突危險(xiǎn)區(qū) t0 t0+t t0+2tt0+ tt0+ t多路訪問(wèn)協(xié)議多路訪問(wèn)協(xié)議 純ALOHA 分隙ALOHA 載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)協(xié)議載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)協(xié)議載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)協(xié)議CSMA 載波偵聽(tīng)協(xié)議（Carrier Sense

5、Protocol） 持續(xù)和非持續(xù)CSMA （Carrier Sense Multiple Access，載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)） 1 持續(xù)CSMA 非持續(xù)CSMA（Nonpersistent CSMA） p 持續(xù)CSMA（p-persistent CSMA） CSMA協(xié)議的沖突和沖突檢測(cè)1 持續(xù)持續(xù)CSMA 每個(gè)站在發(fā)送前，先偵聽(tīng)信道，如信道正忙，則等待并持續(xù)偵聽(tīng)，一旦信道空閑，立即發(fā)送，即發(fā)送的概率為1；如沖突，則延時(shí)一隨機(jī)時(shí)隙數(shù)后，重新發(fā)送 載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)協(xié)議載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)協(xié)議CSMA 載波偵聽(tīng)協(xié)議（Carrier Sense Protocol） 持續(xù)和非持續(xù)CSMA （Carrier Se

6、nse Multiple Access，載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)） 1 持續(xù)CSMA 非持續(xù)CSMA（Nonpersistent CSMA） p 持續(xù)CSMA（p-persistent CSMA） CSMA協(xié)議的沖突和沖突檢測(cè)非持續(xù)非持續(xù)CSMA （Nonpersistent CSMA） 每個(gè)站在發(fā)送前，先偵聽(tīng)信道，如信道正忙，則不再繼續(xù)偵聽(tīng)，而是延時(shí)一隨機(jī)時(shí)隙數(shù)后，再偵聽(tīng)信道 載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)協(xié)議載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)協(xié)議CSMA 載波偵聽(tīng)協(xié)議（Carrier Sense Protocol） 持續(xù)和非持續(xù)CSMA （Carrier Sense Multiple Access，載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)） 1 持續(xù)C

7、SMA 非持續(xù)CSMA（Nonpersistent CSMA） p 持續(xù)CSMA（p-persistent CSMA） CSMA協(xié)議的沖突和沖突檢測(cè)p 持續(xù)持續(xù)CSMA （p-persistent CSMA） 用于分隙信道 先偵聽(tīng)信道，如信道正忙，則等到下一時(shí)隙；如信道空閑，則以概率p發(fā)送，而以概率q=(1-p)把本次發(fā)送延至下一時(shí)隙，直至發(fā)送成功 載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)協(xié)議載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)協(xié)議CSMA 載波偵聽(tīng)協(xié)議（Carrier Sense Protocol） 持續(xù)和非持續(xù)CSMA （Carrier Sense Multiple Access，載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)） 1 持續(xù)CSMA 非持續(xù)CSMA

8、（Nonpersistent CSMA） p 持續(xù)CSMA（p-persistent CSMA） CSMA協(xié)議的沖突和沖突檢測(cè)傳播時(shí)延對(duì)載波傳播時(shí)延對(duì)載波偵偵聽(tīng)的影響聽(tīng)的影響 CSMA并不能完全解決沖突問(wèn)題如兩個(gè)或多個(gè)準(zhǔn)備發(fā)送的站都檢測(cè)到信道如兩個(gè)或多個(gè)準(zhǔn)備發(fā)送的站都檢測(cè)到信道空閑而同時(shí)發(fā)送將發(fā)生沖突空閑而同時(shí)發(fā)送將發(fā)生沖突沖突沖突A1 kmB = 5 st1 kmABt碰撞t = B 檢測(cè)到信道空閑發(fā)送數(shù)據(jù)t = / 2發(fā)生碰撞t = 2 A 檢測(cè)到發(fā)生碰撞 t = B 發(fā)送數(shù)據(jù)B 檢測(cè)到發(fā)生碰撞 t = ABABAB t = 0 A 檢測(cè)到信道空閑發(fā)送數(shù)據(jù)ABt = 0t = B 檢測(cè)到發(fā)

9、生碰撞停止發(fā)送STOPt = 2 A 檢測(cè)到發(fā)生碰撞STOPAB單程端到端傳播時(shí)延記為 二進(jìn)制指數(shù)類型退避算法二進(jìn)制指數(shù)類型退避算法 (truncated binary exponential type) 發(fā)生碰撞的站在停止發(fā)送數(shù)據(jù)后，要退避一個(gè)隨機(jī)時(shí)間才能再發(fā)送數(shù)據(jù)。確定基本退避時(shí)間，一般是取為爭(zhēng)用期 2。定義重傳次數(shù) k ，k 10，即 k = Min重傳次數(shù), 10從整數(shù)集合0,1, (2k 1)中隨機(jī)地取出一個(gè)數(shù)，記為 r。重傳所需的時(shí)延就是 r 倍的基本退避時(shí)間。當(dāng)重傳達(dá) 16 次仍不能成功時(shí)即丟棄該幀，并向高層報(bào)告。 二進(jìn)制指數(shù)后退算法舉例二進(jìn)制指數(shù)后退算法舉例在一個(gè)時(shí)隙的起始處，

10、兩個(gè)CSMA/CD站點(diǎn)同時(shí)發(fā)送一個(gè)幀，求前4次競(jìng)爭(zhēng)都沖突的概率? 第一次競(jìng)爭(zhēng)沖突的概率為第一次競(jìng)爭(zhēng)沖突的概率為1； 第一次沖突后，第一次沖突后，A、B都將在等待都將在等待0個(gè)或個(gè)或1個(gè)時(shí)隙之間選擇，選擇的組合有：個(gè)時(shí)隙之間選擇，選擇的組合有：00、01、10、11，共，共4種，其中種，其中00和和11將再次沖突，所以第二次競(jìng)爭(zhēng)時(shí)，沖突的將再次沖突，所以第二次競(jìng)爭(zhēng)時(shí)，沖突的概率為概率為0.5 第二次沖突后：第二次沖突后：A、B都將在都將在0、1、2、3之間選擇，選擇的組合有：之間選擇，選擇的組合有：00、01、02、03、10、11、12、13、20、21、22、23、30、31、32、33共共

11、16種，其種，其中中00、11、22、33將再次沖突，所以第三次競(jìng)爭(zhēng)時(shí)，沖突的概率為將再次沖突，所以第三次競(jìng)爭(zhēng)時(shí)，沖突的概率為0.25 第三次沖突后：第三次沖突后：A、B都將在都將在0、1、2、3、4、5、6、7之間選擇，選擇的組之間選擇，選擇的組合共有合共有64種，其中種，其中00、11、 、77將再次沖突，所以第四次競(jìng)爭(zhēng)時(shí)，沖突將再次沖突，所以第四次競(jìng)爭(zhēng)時(shí)，沖突的概率為的概率為0.125 前四次競(jìng)爭(zhēng)都沖突的概率為：前四次競(jìng)爭(zhēng)都沖突的概率為：1 x 0.5 x 0.25 x 0.125 = 0.015625帶沖突檢測(cè)的帶沖突檢測(cè)的CSMA CSMA/CDCarrier Sense Multi

12、ple Access / Collision Detection帶沖突檢測(cè)的載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn) CSMA/CD的概念模型：的概念模型：Tnbm P258 Fig. 4 5 CSMA/CD有三種狀態(tài)：競(jìng)爭(zhēng)、傳輸或空閑有三種狀態(tài)：競(jìng)爭(zhēng)、傳輸或空閑幀幀幀幀幀幀t0傳輸周期傳輸周期競(jìng)爭(zhēng)周期競(jìng)爭(zhēng)周期空閑周期空閑周期時(shí)間時(shí)間幀幀競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙一旦沖突，則放一旦沖突，則放棄并隨機(jī)延時(shí)棄并隨機(jī)延時(shí)總結(jié)總結(jié) 發(fā)前先偵聽(tīng) 空閑即發(fā)送 邊發(fā)邊檢測(cè) 沖突時(shí)退避26爭(zhēng)用周期爭(zhēng)用周期2 的計(jì)算的計(jì)算q端到端往返時(shí)延端到端往返時(shí)延2 稱為爭(zhēng)用期稱為爭(zhēng)用期q經(jīng)過(guò)爭(zhēng)用期這段時(shí)間還沒(méi)有檢測(cè)到碰撞，才經(jīng)過(guò)爭(zhēng)用期這段時(shí)間還沒(méi)有檢測(cè)到

13、碰撞，才能肯定這次發(fā)送不會(huì)發(fā)生碰撞能肯定這次發(fā)送不會(huì)發(fā)生碰撞q爭(zhēng)用周期和端到段的距離有關(guān)爭(zhēng)用周期和端到段的距離有關(guān)q以太網(wǎng)取以太網(wǎng)取 51.2 s 為爭(zhēng)用期的長(zhǎng)度。為爭(zhēng)用期的長(zhǎng)度。2 的計(jì)算的計(jì)算28最短有效幀長(zhǎng)最短有效幀長(zhǎng) q太短：太短：發(fā)送端在發(fā)送端在 2 時(shí)間內(nèi)幀已經(jīng)發(fā)送結(jié)束，時(shí)間內(nèi)幀已經(jīng)發(fā)送結(jié)束，則即使沖突也無(wú)法檢測(cè)，則即使沖突也無(wú)法檢測(cè)，q最短有效幀長(zhǎng)最短有效幀長(zhǎng)= 爭(zhēng)用周期爭(zhēng)用周期發(fā)送速率（帶寬）發(fā)送速率（帶寬） = （2 端到端距離端到端距離/傳播速率）傳播速率）發(fā)送速率發(fā)送速率q以太網(wǎng)規(guī)定了最短有效幀長(zhǎng)為以太網(wǎng)規(guī)定了最短有效幀長(zhǎng)為 64 字節(jié)字節(jié)29根據(jù)CSMA/CD協(xié)議的工作

14、原理，下列情形中需要提高最短幀長(zhǎng)度的是（ ）A、網(wǎng)絡(luò)速率不變，沖突域的最大距離變短 B、沖突域的最大距離不變，網(wǎng)絡(luò)傳輸速率增大C、上層協(xié)議使用TCP的概率增加 D、在沖突域不變的情況下減少線路中的中繼器數(shù)CSMA/CA 無(wú)線局域網(wǎng)為什么不能使用CSMA/CD? CSMA/CD要求每個(gè)站點(diǎn)在發(fā)送數(shù)據(jù)的同時(shí)還必要求每個(gè)站點(diǎn)在發(fā)送數(shù)據(jù)的同時(shí)還必須不間斷地檢測(cè)信道，而在無(wú)線局域網(wǎng)的設(shè)備中須不間斷地檢測(cè)信道，而在無(wú)線局域網(wǎng)的設(shè)備中要實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能花費(fèi)過(guò)大要實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能花費(fèi)過(guò)大 即使發(fā)送端能夠?qū)崿F(xiàn)碰撞檢測(cè)，在接收端仍可能即使發(fā)送端能夠?qū)崿F(xiàn)碰撞檢測(cè)，在接收端仍可能發(fā)生碰撞發(fā)生碰撞無(wú)線局域網(wǎng)的特殊問(wèn)題無(wú)線局域網(wǎng)

15、的特殊問(wèn)題 當(dāng) A 和 C 檢測(cè)不到無(wú)線信號(hào)時(shí)，都以為 B 是空閑的，因而都向 B 發(fā)送數(shù)據(jù)，結(jié)果發(fā)生碰撞。這種未能檢測(cè)出媒體上已存在的信號(hào)的問(wèn)題叫做隱蔽站問(wèn)題(hidden station problem) A 的作用范圍C 的作用范圍ABCD無(wú)線局域網(wǎng)的特殊問(wèn)題無(wú)線局域網(wǎng)的特殊問(wèn)題 B 向 A 發(fā)送數(shù)據(jù)，而 C 又想和 D 通信。C 檢測(cè)到媒體上有信號(hào)，于是就不敢向 D 發(fā)送數(shù)據(jù)。 其實(shí) B 向 A 發(fā)送數(shù)據(jù)并不影響 C 向 D 發(fā)送數(shù)據(jù)這就是暴露站問(wèn)題(exposed station problem) ADCB？B 的作用范圍C 的作用范圍CSMA/CA 任何站在完成發(fā)送后必須等待一段很

16、短的時(shí)間才能發(fā)送下一幀，這段時(shí)間稱為幀間間隔IFS(InterFrame Space)。間隔時(shí)間的長(zhǎng)短取決于該站打算發(fā)送的幀類型。高優(yōu)先級(jí)的幀等待時(shí)間短，低優(yōu)先級(jí)的幀等待時(shí)間長(zhǎng)。 爭(zhēng)用：當(dāng)信道從忙轉(zhuǎn)為空閑時(shí)，任何站在發(fā)送數(shù)據(jù)前，都要采用二進(jìn)制后退算法減少發(fā)生沖突的概率。與以太網(wǎng)不一樣的是第i次后退是從22+i個(gè)時(shí)隙中選取一個(gè)時(shí)間時(shí)間時(shí)間時(shí)間時(shí)間時(shí)間源站源站目的站目的站其他站其他站媒體空閑媒體空閑SIFSPIFSDIFS有幀要發(fā)送有幀要發(fā)送發(fā)送第一幀發(fā)送第一幀SIFSACK有幀要發(fā)送有幀要發(fā)送媒體媒體忙忙SIFSPIFSDIFS爭(zhēng)用爭(zhēng)用窗口窗口發(fā)送下一幀發(fā)送下一幀35q介質(zhì)訪問(wèn)控制介質(zhì)訪問(wèn)控制:

17、隨機(jī)訪問(wèn)介質(zhì)訪問(wèn)訪問(wèn)控制隨機(jī)訪問(wèn)介質(zhì)訪問(wèn)訪問(wèn)控制CSMA/CD、CSMA/CA和和ALOHA可靠傳輸機(jī)制可靠傳輸機(jī)制q數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備:網(wǎng)橋和交換機(jī)基本原理網(wǎng)橋和交換機(jī)基本原理 (a) 無(wú)差錯(cuò)情況A發(fā)送 M1確認(rèn) M1B發(fā)送 M2發(fā)送 M3確認(rèn) M2確認(rèn) M3A發(fā)送 M1B超時(shí)重傳 M1發(fā)送 M2確認(rèn) M1丟棄有差錯(cuò)的報(bào)文(b) 超時(shí)重傳tttt確認(rèn)機(jī)制和重傳機(jī)制確認(rèn)機(jī)制和重傳機(jī)制確認(rèn)丟失和確認(rèn)遲到確認(rèn)丟失和確認(rèn)遲到 A發(fā)送 M1B超時(shí)重傳 M1發(fā)送 M2丟棄重復(fù)的 M1重傳確認(rèn) M1(a) 確認(rèn)丟失確認(rèn) M1A發(fā)送 M1B超時(shí)重傳 M1發(fā)送 M2丟棄重復(fù)的 M1重傳確認(rèn)M1(b)

18、 確認(rèn)遲到確認(rèn) M1收下遲到的確認(rèn)但什么也不做tttt流水線傳輸流水線傳輸 發(fā)送方可連續(xù)發(fā)送多個(gè)分組，不必每發(fā)完一個(gè)分組就停頓下來(lái)等待對(duì)方的確認(rèn)。 由于信道上一直有數(shù)據(jù)不間斷地傳送，這種傳輸方式可獲得很高的信道利用率。 B分組ttAACK累積確認(rèn)累積確認(rèn) 接收方一般采用累積確認(rèn)的方式。即不必對(duì)收到的分組逐個(gè)發(fā)送確認(rèn)，而是對(duì)按序到達(dá)的最后一個(gè)分組發(fā)送確認(rèn)，這樣就表示：到這個(gè)分組為止的所有分組都已正確收到了。 累積確認(rèn)有的優(yōu)點(diǎn)是：容易實(shí)現(xiàn)，即使確認(rèn)丟失也不必重傳。缺點(diǎn)是：不能向發(fā)送方反映出接收方已經(jīng)正確收到的所有分組的信息。Go-back-NGo-back-N（回退（回退 N N） 如果發(fā)送方發(fā)送

19、了前 5 幀，而中間的第 3幀丟失了。這時(shí)接收方只能對(duì)前兩個(gè)幀發(fā)出確認(rèn)。發(fā)送方無(wú)法知道后面三個(gè)分組的下落，而只好把后面的三個(gè)分組都再重傳一次。 這就叫做 Go-back-N（回退 N），表示需要再退回來(lái)重傳已發(fā)送過(guò)的 N 個(gè)幀。后退后退n n幀的滑動(dòng)窗口協(xié)議圖例幀的滑動(dòng)窗口協(xié)議圖例有一個(gè)差錯(cuò)時(shí)后退n幀（ WT=7，WR=1 ）超時(shí)間隔超時(shí)間隔出錯(cuò)出錯(cuò)時(shí)間時(shí)間被丟棄的幀被丟棄的幀發(fā)發(fā)收收0ACK0 ACK1ACK2ACK3ACK4ACK512543287654387601EDDDDDD25436 退后退后n n 幀協(xié)議（幀協(xié)議（go back ngo back n） 設(shè)幀序號(hào)由3個(gè)bit表示，即

20、0 7，并且WT = 7 , WR = 1 當(dāng)發(fā)送方出現(xiàn)超時(shí)（錯(cuò)幀的TimeOut）后，重發(fā)自該幀起的所有已發(fā)送幀（在當(dāng)前的緩沖區(qū)中），如發(fā)送方連續(xù)發(fā)送了7幀（2 8），而2#幀無(wú)確認(rèn)，超時(shí)后，必須從2#幀起全部重發(fā)選擇性重發(fā)窗口協(xié)議圖例選擇性重發(fā)窗口協(xié)議圖例有一個(gè)差錯(cuò)時(shí)僅重發(fā)一幀（ WT =4, WR = 4）出錯(cuò)出錯(cuò)將分組將分組2 5交網(wǎng)絡(luò)層交網(wǎng)絡(luò)層 被緩存的幀被緩存的幀發(fā)發(fā)收收0ACK0 ACK1ACK8 ACK9ACK10 ACK111211109876254314131201E34526781110912ACK2ACK5ACK4ACK3ACK7ACK6Go-Back-N ARQ: s

21、ender window sizeSelective Repeat ARQ : s/r window size46q介質(zhì)訪問(wèn)控制介質(zhì)訪問(wèn)控制:隨機(jī)訪問(wèn)介質(zhì)訪問(wèn)訪問(wèn)控制隨機(jī)訪問(wèn)介質(zhì)訪問(wèn)訪問(wèn)控制CSMA/CD、CSMA/CA和和ALOHAq可靠傳輸機(jī)制可靠傳輸機(jī)制數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備:網(wǎng)橋和交換機(jī)基本原理網(wǎng)橋和交換機(jī)基本原理 網(wǎng)橋的自學(xué)習(xí)和轉(zhuǎn)發(fā)幀的步驟網(wǎng)橋的自學(xué)習(xí)和轉(zhuǎn)發(fā)幀的步驟 網(wǎng)橋收到一幀后先進(jìn)行自學(xué)習(xí)。查找轉(zhuǎn)發(fā)表中與收到幀的源地址有無(wú)相匹配的項(xiàng)目。如沒(méi)有，就在轉(zhuǎn)發(fā)表中增加一個(gè)項(xiàng)目。 轉(zhuǎn)發(fā)幀。根據(jù)收到幀的目的地址查找轉(zhuǎn)發(fā)表有無(wú)相匹配的項(xiàng)目。如沒(méi)有，則通過(guò)所有其他接口（但進(jìn)入網(wǎng)橋的接口除外

22、）按進(jìn)行擴(kuò)散。如有，則按轉(zhuǎn)發(fā)表中給出的接口進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。若轉(zhuǎn)發(fā)表中給出的接口就是該幀進(jìn)入網(wǎng)橋的接口，則應(yīng)丟棄這個(gè)幀網(wǎng)橋的學(xué)習(xí)過(guò)程網(wǎng)橋的學(xué)習(xí)過(guò)程局域網(wǎng)的廣播域局域網(wǎng)的廣播域（續(xù)）（續(xù)） 局域網(wǎng)的廣播域（共享域、沖突域）HUBHUBHUB所有主機(jī)均在所有主機(jī)均在192.168.25.0網(wǎng)段，掩碼為網(wǎng)段，掩碼為255.255.255.0沖突域沖突域廣播域廣播域局域網(wǎng)的網(wǎng)段分隔局域網(wǎng)的網(wǎng)段分隔（續(xù)）（續(xù)） 使用網(wǎng)橋和交換機(jī)來(lái)分隔網(wǎng)段 縮小沖突域HUBHUBHUB分成分成3個(gè)網(wǎng)段個(gè)網(wǎng)段所有主機(jī)均配置在所有主機(jī)均配置在192.168.25.0子網(wǎng)子網(wǎng)掩碼為掩碼為255.255.255.0Switch沖突域沖突

23、域廣播域廣播域局域網(wǎng)的子網(wǎng)劃分局域網(wǎng)的子網(wǎng)劃分（續(xù)）（續(xù)）局域網(wǎng)中使用路由器來(lái)劃分子網(wǎng)并與Internet連接HUBHUBSNet1:192.168.25.0 掩碼為掩碼為255.255.255.0SNet3:192.168.30.0 掩碼為掩碼為255.255.255.0Internet路由器的每路由器的每個(gè)端口都連個(gè)端口都連接一個(gè)子網(wǎng)接一個(gè)子網(wǎng)SwitchRouterSNet2:192.168.28.0 掩碼為掩碼為255.255.255.0沖突域沖突域廣播域廣播域局域網(wǎng)局域網(wǎng)VLAN劃分舉例劃分舉例（續(xù)（續(xù)1）局域網(wǎng)中VLAN的路由及與Internet的連接InternetR-Net:1

24、92.168.25.0 掩碼為掩碼為 255.255.255.0Building #1Building #2B-Net:192.168.28.0 掩碼為掩碼為 255.255.255.0交換機(jī)端口編號(hào)：交換機(jī)端口編號(hào)：Port: 0/1 0/4Port: 1/1 1/8ServerSwitchRouter多個(gè)交換端口同屬一個(gè)多個(gè)交換端口同屬一個(gè)VLAN53局域網(wǎng)局域網(wǎng): 以太網(wǎng)與以太網(wǎng)與IEEE802.3q數(shù)據(jù)鏈路層的三個(gè)基本問(wèn)題：成幀、透明傳輸、數(shù)據(jù)鏈路層的三個(gè)基本問(wèn)題：成幀、透明傳輸、差錯(cuò)控制差錯(cuò)控制 q信道劃分介質(zhì)訪問(wèn)控制：信道劃分介質(zhì)訪問(wèn)控制：FDM、TDM、WDMq廣域網(wǎng)協(xié)議：廣域網(wǎng)

25、協(xié)議： PPP協(xié)議、協(xié)議、HDLC協(xié)議協(xié)議LLC的作用的作用 由于不同的網(wǎng)絡(luò)類型有不同的介質(zhì)訪問(wèn)子層與之對(duì)應(yīng)，而邏輯鏈路控制子層LLC則掩蓋了不同物理網(wǎng)絡(luò)之間的差別，以統(tǒng)一的格式為網(wǎng)絡(luò)層提供服務(wù) LLC子層把網(wǎng)絡(luò)層的分組（在TCP/IP中即 IP包）加上LLC頭，交給MAC子層組成相應(yīng)的802.X幀發(fā)送 以太網(wǎng)以太網(wǎng)MAC子層協(xié)議子層協(xié)議 以太網(wǎng)的幀結(jié)構(gòu) 802.3的幀結(jié)構(gòu) 幀開(kāi)始字符幀開(kāi)始字符10101011類型：表示上層使用的協(xié)議類型：表示上層使用的協(xié)議如如IP協(xié)議為協(xié)議為800H，ARP協(xié)議為協(xié)議為806H71662015000464先導(dǎo)字段10101010目的地址源地址數(shù) 據(jù)填充字符校

26、驗(yàn)和71662015000464先導(dǎo)字段10101010目的地址源地址數(shù) 據(jù)填充字符校驗(yàn)和數(shù)據(jù)字段長(zhǎng)度數(shù)據(jù)字段長(zhǎng)度幀開(kāi)始字符幀開(kāi)始字符10101011 數(shù)據(jù)字段的長(zhǎng)度在 46 1500 字節(jié)之間 有效的 MAC 幀長(zhǎng)度為 64 1518 字節(jié)之間有效有效 MAC MAC 幀幀 第 1最高位最先發(fā)送最低位最高位最低位最后發(fā)送00110101 01111011 00010010 00000000 00000000 00000001最低位最先發(fā)送最高位最低位最高位最后發(fā)送機(jī)構(gòu)惟一標(biāo)志符 OUI擴(kuò)展標(biāo)志符高位在前低位在前十六進(jìn)制表示的 EUI-48 地址： AC-DE-48-00-00-80二進(jìn)制表示

27、的 EUI-48 地址：第 1 字節(jié)第 6 字節(jié)I/G 比特I/G 比特字節(jié)順序第 2第 3第 4第 5第 6第 1字節(jié)順序第 2第 3第 4第 5第 610101100 11011110 01001000 00000000 00000000 10000000802.5802.6802.3802.464局域網(wǎng)局域網(wǎng): 以太網(wǎng)與以太網(wǎng)與IEEE802.3數(shù)據(jù)鏈路層的三個(gè)基本問(wèn)題：成幀、透明傳輸、數(shù)據(jù)鏈路層的三個(gè)基本問(wèn)題：成幀、透明傳輸、差錯(cuò)控制差錯(cuò)控制 q信道劃分介質(zhì)訪問(wèn)控制：信道劃分介質(zhì)訪問(wèn)控制：FDM、TDM、WDMq廣域網(wǎng)協(xié)議：廣域網(wǎng)協(xié)議： PPP協(xié)議、協(xié)議、HDLC協(xié)議協(xié)議用控制字符進(jìn)行

28、幀定界的方法用控制字符進(jìn)行幀定界的方法SOH裝在幀中的數(shù)據(jù)部分幀幀開(kāi)始符幀結(jié)束符發(fā)送在前EOTSOHSOHEOTSOHESCESC EOTESC SOHESC ESCESC SOH原始數(shù)據(jù)EOTEOT經(jīng)過(guò)字節(jié)填充后發(fā)送的數(shù)據(jù)字節(jié)填充字節(jié)填充字節(jié)填充字節(jié)填充發(fā)送在前幀開(kāi)始符幀結(jié)束符用字節(jié)填充法解決透明傳輸?shù)膯?wèn)題用字節(jié)填充法解決透明傳輸?shù)膯?wèn)題 SOH零比特填充零比特填充 當(dāng)幀中出現(xiàn)一個(gè)與幀標(biāo)志相同的位串01111110，則在連續(xù)5個(gè)1后自動(dòng)插入一個(gè)0，即變成01111101，接收方將自動(dòng)刪除第5 個(gè)1后的0 這稱為位插入法，也稱為透明傳輸011011111111111111110010011011

29、111011111011111010010011011111111111111110010循環(huán)冗余檢驗(yàn)的原理循環(huán)冗余檢驗(yàn)的原理CRC碼計(jì)算舉例碼計(jì)算舉例幀：1101011011除數(shù)：10011實(shí)際傳輸幀： 1 1 0 0 0 0 1 0 1 01 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 01 0 0 1 11 0 0 1 11 0 0 1 10 0 0 0 10 0 0 0 00 0 0 1 00 0 0 0 00 0 1 0 10 0 0 0 00 1 0 1 10 0 0 0 01 0 1 1 01 0 0 1 10 1 0 1 00 0 0 0 01 0 1

30、0 01 0 0 1 10 1 1 1 00 0 0 0 01 1 1 0余數(shù)余數(shù)11010110111110幀數(shù)據(jù)余數(shù)生成多項(xiàng)式71局域網(wǎng)局域網(wǎng): 以太網(wǎng)與以太網(wǎng)與IEEE802.3數(shù)據(jù)鏈路層的三個(gè)基本問(wèn)題：成幀、透明傳輸、數(shù)據(jù)鏈路層的三個(gè)基本問(wèn)題：成幀、透明傳輸、差錯(cuò)控制差錯(cuò)控制 信道劃分介質(zhì)訪問(wèn)控制：信道劃分介質(zhì)訪問(wèn)控制：FDM、TDM、WDMq廣域網(wǎng)協(xié)議：廣域網(wǎng)協(xié)議： PPP協(xié)議、協(xié)議、HDLC協(xié)議協(xié)議頻分復(fù)用頻分復(fù)用FDM (Frequency Division Multiplexing) 用戶在分配到一定的頻帶后，在通信過(guò)程中自始至終都占用這個(gè)頻帶。頻分復(fù)用的所有用戶在同樣的時(shí)間占用不同的帶寬資源頻率時(shí)間頻率 1