思科網(wǎng)絡學院教程——OSI數(shù)據(jù)鏈路層實用教案

1、學習學習(xux)目標目標說明數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議在數(shù)據(jù)傳輸中的作用。闡述數(shù)據(jù)鏈路層如何準備數(shù)據(jù)，以便通過網(wǎng)絡介質(zhì)傳輸。描述(mio sh)不同類型的介質(zhì)訪問控制方法。認識幾種常見的邏輯網(wǎng)絡拓撲，還可以說明邏輯拓撲確定網(wǎng)絡介質(zhì)訪問控制方法的方式。解釋將數(shù)據(jù)包封裝成幀以方便介質(zhì)訪問的意圖。描述(mio sh)第 2 層幀結(jié)構(gòu)并認識通用字段。解釋幀頭和幀尾主要字段（包括編址、服務質(zhì)量、協(xié)議類型以及幀校驗序列）的功能。第1頁/共63頁第一頁，共63頁。課程課程(kchng)索引索引 7.1 數(shù)據(jù)鏈路層 訪問介質(zhì) 7.2 介質(zhì)訪問控制技術(shù) 7.3 介質(zhì)訪問控制編址和對數(shù)據(jù)成幀 7.4 匯總歸納 7.5 實驗

2、(shyn)和練習第2頁/共63頁第二頁，共63頁。7.1數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層 訪問訪問(fngwn)介質(zhì)介質(zhì)第3頁/共63頁第三頁，共63頁。數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層 支持支持(zhch)并連通上層服務并連通上層服務 數(shù)據(jù)鏈路層執(zhí)行以下兩種基本服務： 允許上層使用成幀之類的各種技術(shù)訪問介質(zhì) 使用介質(zhì)訪問控制和錯誤檢測( jin c)等技術(shù)將數(shù)據(jù)放置到介質(zhì)上，以及從介質(zhì)接收數(shù)據(jù)。第4頁/共63頁第四頁，共63頁。數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層 支持并連通上層支持并連通上層(shngcng)服務服務 數(shù)據(jù)(shj)鏈路層術(shù)語第5頁/共63頁第五頁，共63頁。數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層 支持并連通上層支持并連通上層(

3、shngcng)服務服務 使用多種數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議使 IP 數(shù)據(jù)包通過各種 LAN 和 WAN 網(wǎng)絡進行( jnxng)傳輸。第6頁/共63頁第六頁，共63頁。數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層 控制通過本地控制通過本地(bnd)介質(zhì)的傳輸介質(zhì)的傳輸 第 2 層協(xié)議指定(zhdng)了將數(shù)據(jù)包封裝成幀的過程。第7頁/共63頁第七頁，共63頁。數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(shj)鏈路層鏈路層 創(chuàng)建幀創(chuàng)建幀 數(shù)據(jù)(shj)鏈路層幀格式:第8頁/共63頁第八頁，共63頁。數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(shj)鏈路層鏈路層 創(chuàng)建幀創(chuàng)建幀 數(shù)據(jù)鏈路層是其上各層的軟件進程( jnchng)與其下的物理層之間的連接層。第9頁/共63頁第九頁，共63頁。數(shù)據(jù)鏈路

4、層數(shù)據(jù)鏈路層 將上層服務連接將上層服務連接(linji)到介質(zhì)到介質(zhì) 數(shù)據(jù)鏈路層通常(tngchng)拆分成兩個子層：上子層和下子層。 邏輯鏈路控制 介質(zhì)訪問控制第10頁/共63頁第十頁，共63頁。數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(shj)鏈路層鏈路層 標準標準 數(shù)據(jù)(shj)鏈路層標準第11頁/共63頁第十一頁，共63頁。7.2 介質(zhì)介質(zhì)(jizh)訪問控制訪問控制技術(shù)技術(shù)第12頁/共63頁第十二頁，共63頁。將數(shù)據(jù)將數(shù)據(jù)(shj)放到介質(zhì)上放到介質(zhì)上 規(guī)范數(shù)據(jù)幀在介質(zhì)上的放置(fngzh)的方法稱為介質(zhì)訪問控制。 第13頁/共63頁第十三頁，共63頁。針對針對(zhndu)共享介質(zhì)的介質(zhì)訪問控制共享介質(zhì)的介質(zhì)訪問

5、控制 對于共享介質(zhì)，有兩種基本介質(zhì)訪問控制方法： 受控 - 每個節(jié)點各自都有使用介質(zhì)的時間(shjin)。 爭用 - 所有節(jié)點自由競爭介質(zhì)的使用權(quán)。第14頁/共63頁第十四頁，共63頁。針對針對(zhndu)共享介質(zhì)的介質(zhì)訪問控制共享介質(zhì)的介質(zhì)訪問控制 對于共享介質(zhì)，有兩種基本介質(zhì)訪問控制方法： 受控 - 每個節(jié)點各自(gz)都有使用介質(zhì)的時間。 爭用 - 所有節(jié)點自由競爭介質(zhì)的使用權(quán)。第15頁/共63頁第十五頁，共63頁。針對針對(zhndu)共享介質(zhì)的介質(zhì)訪問控制共享介質(zhì)的介質(zhì)訪問控制 對于共享介質(zhì)，有兩種基本介質(zhì)訪問控制方法： 受控 - 每個節(jié)點各自都有使用介質(zhì)的時間。 爭用 - 所有(

6、suyu)節(jié)點自由競爭介質(zhì)的使用權(quán)。第16頁/共63頁第十六頁，共63頁。針對針對(zhndu)非共享介質(zhì)的介質(zhì)訪問控制非共享介質(zhì)的介質(zhì)訪問控制 在點對點連接中，數(shù)據(jù)鏈路層必須考慮(kol)通信為半雙工還是全雙工。第17頁/共63頁第十七頁，共63頁。針對針對(zhndu)非共享介質(zhì)的介質(zhì)訪問控制非共享介質(zhì)的介質(zhì)訪問控制 在點對點連接中，數(shù)據(jù)鏈路層必須考慮通信(tng xn)為半雙工還是全雙工。第18頁/共63頁第十八頁，共63頁。針對針對(zhndu)非共享介質(zhì)的介質(zhì)訪問控制非共享介質(zhì)的介質(zhì)訪問控制 在點對點連接(linji)中，數(shù)據(jù)鏈路層必須考慮通信為半雙工還是全雙工。第19頁/共63頁第

7、十九頁，共63頁。邏輯拓撲邏輯拓撲(tu p)和物理拓撲和物理拓撲(tu p) 物理拓撲是節(jié)點與它們之間的物理連接的布局。表示如何使用介質(zhì)來互連設備即為物理拓撲。 邏輯拓撲是網(wǎng)絡將幀從一個節(jié)點傳輸?shù)搅硪还?jié)點的方法(fngf)。此布局由網(wǎng)絡節(jié)點之間的虛擬連接組成，與其物理布局無關(guān)。 網(wǎng)絡中常用的邏輯拓撲和物理拓撲包括： 點對點 多路訪問 環(huán) 第20頁/共63頁第二十頁，共63頁。點對點拓撲點對點拓撲(tu p) 點對點拓撲將兩個(lin )節(jié)點直接連接在一起。第21頁/共63頁第二十一頁，共63頁。點對點拓撲點對點拓撲(tu p) 虛電路是在網(wǎng)絡中的兩個(lin )網(wǎng)絡設備間創(chuàng)建的邏輯連接。第2

8、2頁/共63頁第二十二頁，共63頁。點對點拓撲點對點拓撲(tu p) 虛電路是在網(wǎng)絡中的兩個網(wǎng)絡設備間創(chuàng)建(chungjin)的邏輯連接。第23頁/共63頁第二十三頁，共63頁。多路訪問多路訪問(fngwn)拓撲拓撲 邏輯多路訪問拓撲使多個節(jié)點可通過使用相同的共享介質(zhì)相互(xingh)通信。 在某一時刻，可將來自某個節(jié)點的數(shù)據(jù)放置到介質(zhì)上。 每個節(jié)點都可以看見介質(zhì)上的所有幀，但是只有幀的目的節(jié)點可處理幀內(nèi)容。 邏輯多路訪問拓撲使用的介質(zhì)訪問控制方法通常為 CSMA/CD或 CSMA/CA。第24頁/共63頁第二十四頁，共63頁。多路訪問多路訪問(fngwn)拓撲拓撲 邏輯多路訪問(fngwn)

9、拓撲第25頁/共63頁第二十五頁，共63頁。環(huán)拓撲環(huán)拓撲(tu p) 在邏輯環(huán)拓撲中，各節(jié)點依次接收幀。若幀并非發(fā)往該節(jié)點，它將把幀傳遞到下一節(jié)點。這將允許環(huán)使用(shyng)一種受控介質(zhì)訪問控制技術(shù)，稱為令牌傳遞。 邏輯環(huán)拓撲中的節(jié)點從環(huán)中取下幀，檢查地址，如果它并非發(fā)往該節(jié)點則將它發(fā)回環(huán)上。 在環(huán)中，源節(jié)點和目的節(jié)點之間的環(huán)一周的所有節(jié)點都會檢查該幀。第26頁/共63頁第二十六頁，共63頁。 邏輯(lu j)環(huán)拓撲第27頁/共63頁第二十七頁，共63頁。7.3 介質(zhì)介質(zhì)(jizh)訪問控制編址和對數(shù)訪問控制編址和對數(shù)據(jù)成幀據(jù)成幀第28頁/共63頁第二十八頁，共63頁。數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(shj)鏈路

10、層協(xié)議鏈路層協(xié)議 幀幀 由于(yuy)協(xié)議的不同，幀結(jié)構(gòu)以及幀頭和幀尾中包含的字段會存在差異。第29頁/共63頁第二十九頁，共63頁。成幀成幀 幀頭的功能幀頭的功能(gngnng) 幀頭的作用 幀首字段告知網(wǎng)絡中的其他設備一個幀將沿介質(zhì)傳輸過來。 地址字段用于存儲數(shù)據(jù)鏈路源地址和目的地址。 類型/長度字段是可選字段，某些協(xié)議用其說明(shumng)即將傳輸?shù)臄?shù)據(jù)類型，也可能用于說明(shumng)幀的長度。第30頁/共63頁第三十頁，共63頁。編址編址 幀的去向幀的去向(qxing) 數(shù)據(jù)鏈路層地址包含在幀頭中，它指定了幀在本地網(wǎng)絡中的目的節(jié)點。 若將設備移至另一網(wǎng)絡或子網(wǎng)，它將仍使用同一(t

11、ngy)第 2 層物理地址。 如果幀中的數(shù)據(jù)包必須傳遞到另一網(wǎng)段上，中間設備（路由器）將解封原始幀，為數(shù)據(jù)包創(chuàng)建一個新幀并將它發(fā)送到新網(wǎng)段中。第31頁/共63頁第三十一頁，共63頁。編址編址 幀的去向幀的去向(qxing) 編址要求(yoqi)第32頁/共63頁第三十二頁，共63頁。成幀成幀 幀尾的功能幀尾的功能(gngnng) 幀尾的作用(zuyng)第33頁/共63頁第三十三頁，共63頁。數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(shj)鏈路層協(xié)議鏈路層協(xié)議 幀幀 使用的第 2 層協(xié)議取決于網(wǎng)絡的邏輯拓撲以及(yj)物理層的實施方式。802.11 Wireless Frame802.11 Wireless FramePP

12、P frameHDLCFrame RelayEthernet Frame第34頁/共63頁第三十四頁，共63頁。數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(shj)鏈路層協(xié)議鏈路層協(xié)議 幀幀 針對(zhndu) LAN 的以太網(wǎng)協(xié)議第35頁/共63頁第三十五頁，共63頁。數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(shj)鏈路層協(xié)議鏈路層協(xié)議 幀幀 針對(zhndu) WAN 的點對點協(xié)議第36頁/共63頁第三十六頁，共63頁。數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(shj)鏈路層協(xié)議鏈路層協(xié)議 幀幀 針對(zhndu) LAN 的無線協(xié)議第37頁/共63頁第三十七頁，共63頁。7.4 匯總匯總(huzng)歸納歸納第38頁/共63頁第三十八頁，共63頁。通過網(wǎng)際網(wǎng)絡跟蹤通過網(wǎng)際網(wǎng)絡跟蹤(

13、gnzng)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 通過網(wǎng)際網(wǎng)絡實現(xiàn)的兩臺主機(zhj)間的簡單數(shù)據(jù)傳輸過程。第39頁/共63頁第三十九頁，共63頁。通過通過(tnggu)網(wǎng)際網(wǎng)絡跟蹤數(shù)據(jù)網(wǎng)際網(wǎng)絡跟蹤數(shù)據(jù) 通過網(wǎng)際網(wǎng)絡實現(xiàn)(shxin)的兩臺主機間的簡單數(shù)據(jù)傳輸過程。第40頁/共63頁第四十頁，共63頁。通過通過(tnggu)網(wǎng)際網(wǎng)絡跟蹤數(shù)據(jù)網(wǎng)際網(wǎng)絡跟蹤數(shù)據(jù) 通過(tnggu)網(wǎng)際網(wǎng)絡實現(xiàn)的兩臺主機間的簡單數(shù)據(jù)傳輸過程。第41頁/共63頁第四十一頁，共63頁。通過通過(tnggu)網(wǎng)際網(wǎng)絡跟蹤數(shù)據(jù)網(wǎng)際網(wǎng)絡跟蹤數(shù)據(jù) 通過網(wǎng)際網(wǎng)絡實現(xiàn)的兩臺主機(zhj)間的簡單數(shù)據(jù)傳輸過程。第42頁/共63頁第四十二頁，共63頁。通過網(wǎng)際網(wǎng)絡

14、通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(wnglu)跟蹤數(shù)據(jù)跟蹤數(shù)據(jù) 通過(tnggu)網(wǎng)際網(wǎng)絡實現(xiàn)的兩臺主機間的簡單數(shù)據(jù)傳輸過程。第43頁/共63頁第四十三頁，共63頁。通過網(wǎng)際網(wǎng)絡跟蹤通過網(wǎng)際網(wǎng)絡跟蹤(gnzng)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(wnglu)實現(xiàn)的兩臺主機間的簡單數(shù)據(jù)傳輸過程。第44頁/共63頁第四十四頁，共63頁。通過網(wǎng)際網(wǎng)絡通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(wnglu)跟蹤數(shù)據(jù)跟蹤數(shù)據(jù) 通過網(wǎng)際網(wǎng)絡實現(xiàn)(shxin)的兩臺主機間的簡單數(shù)據(jù)傳輸過程。第45頁/共63頁第四十五頁，共63頁。通過網(wǎng)際網(wǎng)絡跟蹤通過網(wǎng)際網(wǎng)絡跟蹤(gnzng)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 通過網(wǎng)際網(wǎng)絡實現(xiàn)的兩臺主機(zhj)間的簡單數(shù)據(jù)傳輸過程。第46頁/共63頁第四十

15、六頁，共63頁。通過網(wǎng)際網(wǎng)絡跟蹤通過網(wǎng)際網(wǎng)絡跟蹤(gnzng)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 通過網(wǎng)際網(wǎng)絡實現(xiàn)的兩臺(lin ti)主機間的簡單數(shù)據(jù)傳輸過程。第47頁/共63頁第四十七頁，共63頁。通過網(wǎng)際網(wǎng)絡跟蹤通過網(wǎng)際網(wǎng)絡跟蹤(gnzng)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 通過網(wǎng)際網(wǎng)絡實現(xiàn)(shxin)的兩臺主機間的簡單數(shù)據(jù)傳輸過程。第48頁/共63頁第四十八頁，共63頁。通過通過(tnggu)網(wǎng)際網(wǎng)絡跟蹤數(shù)據(jù)網(wǎng)際網(wǎng)絡跟蹤數(shù)據(jù) 通過網(wǎng)際網(wǎng)絡實現(xiàn)的兩臺主機(zhj)間的簡單數(shù)據(jù)傳輸過程。第49頁/共63頁第四十九頁，共63頁。通過通過(tnggu)網(wǎng)際網(wǎng)絡跟蹤數(shù)據(jù)網(wǎng)際網(wǎng)絡跟蹤數(shù)據(jù) 通過網(wǎng)際網(wǎng)絡實現(xiàn)(shxin)的兩臺主機間的簡單數(shù)據(jù)傳輸

16、過程。第50頁/共63頁第五十頁，共63頁。通過網(wǎng)際網(wǎng)絡跟蹤通過網(wǎng)際網(wǎng)絡跟蹤(gnzng)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 通過網(wǎng)際網(wǎng)絡實現(xiàn)的兩臺(lin ti)主機間的簡單數(shù)據(jù)傳輸過程。第51頁/共63頁第五十一頁，共63頁。通過網(wǎng)際網(wǎng)絡通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(wnglu)跟蹤數(shù)據(jù)跟蹤數(shù)據(jù) 通過網(wǎng)際網(wǎng)絡實現(xiàn)的兩臺主機(zhj)間的簡單數(shù)據(jù)傳輸過程。第52頁/共63頁第五十二頁，共63頁。通過網(wǎng)際網(wǎng)絡通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(wnglu)跟蹤數(shù)據(jù)跟蹤數(shù)據(jù) 通過網(wǎng)際網(wǎng)絡實現(xiàn)的兩臺主機(zhj)間的簡單數(shù)據(jù)傳輸過程。第53頁/共63頁第五十三頁，共63頁。通過網(wǎng)際網(wǎng)絡通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(wnglu)跟蹤數(shù)據(jù)跟蹤數(shù)據(jù) 通過網(wǎng)際網(wǎng)絡實現(xiàn)的兩臺主機間的簡

17、單( jindn)數(shù)據(jù)傳輸過程。第54頁/共63頁第五十四頁，共63頁。通過網(wǎng)際網(wǎng)絡跟蹤通過網(wǎng)際網(wǎng)絡跟蹤(gnzng)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(wnglu)實現(xiàn)的兩臺主機間的簡單數(shù)據(jù)傳輸過程。第55頁/共63頁第五十五頁，共63頁。通過網(wǎng)際網(wǎng)絡通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(wnglu)跟蹤數(shù)據(jù)跟蹤數(shù)據(jù) 通過網(wǎng)際網(wǎng)絡實現(xiàn)的兩臺主機(zhj)間的簡單數(shù)據(jù)傳輸過程。第56頁/共63頁第五十六頁，共63頁。通過網(wǎng)際網(wǎng)絡跟蹤通過網(wǎng)際網(wǎng)絡跟蹤(gnzng)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 通過網(wǎng)際網(wǎng)絡實現(xiàn)的兩臺(lin ti)主機間的簡單數(shù)據(jù)傳輸過程。第57頁/共63頁第五十七頁，共63頁。通過網(wǎng)際網(wǎng)絡跟蹤通過網(wǎng)際網(wǎng)絡跟蹤(gnzng)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 通過網(wǎng)際網(wǎng)絡實現(xiàn)的兩臺主機間的簡單( jindn