链路层和局域网
链路层和局域网
数据链路层提供相邻两个点的网络传输服务。物理层负责将数字信号转换为01的物理信号，并通过物理媒介（网线，光缆，电缆）传给相邻的网卡。
相关术语：
- 主机和路由器是节点（网桥和交换机也是）：
nodes - 沿着通信路径,连接个相邻节点通信信道的是链路：
links- 有线链路
- 无线链路
- 局域网，共享性链路
- 第二层协议数据单元帧：
frame
相关服务：
- 封装成桢，链路接入
- 将数据报封装在帧中，加上帧头、帧尾部
- 如果采用的是共享性介质，信道接入获得信道访问权
- 在帧头部使用“MAC”（物理）地址来标示源和目的
- 在（一个网络内）相邻两个节点完成可靠数据传递
- 流量控制
- 错误检测
- 差错纠正
差错检测和纠正
差错检测（error detection），是指在发送的码序列（码字）中加入适当的冗余度以使得接收端能够发现传输中是否发生差错的技术。
- EDC = 差错检测和纠正位（冗余位）
- D = 数据由差错检测保护，可以包含头部字段
校验方式：
- 奇偶校验：根据校验和，检测单个bit级错误，检测和纠正单个bit错误
- CRC（循环冗余校验）：通过某种数学运算实现有效信息与校验位之间的循环校验
多路访问协议
多路访问协议（介质访问控制协议：MAC），分布式算法-决定节点如何使用共享信道，防止多个站点同时传送时的冲突问题。
分类：
- 信道划分
- 把信道划分成小片（时间、频率、编码），分配片给每个节点专用
- TDMA：时分多路访问
- FDMA：频分多路访问
- CDMA：码分多路访问
- 把信道划分成小片（时间、频率、编码），分配片给每个节点专用
- 随机访问
- 信道不划分，允许冲突，并冲突后恢复
- CSMA：载波侦听多路访问，在传输前先侦听信道，如果有冲突则推迟传送
- CSMA/CD：在传输前先侦听信道，如果有冲突则推迟传送；并在传输中也对冲突进行检测，如果冲突则传输终止，减少对信道的浪费。
- 信道不划分，允许冲突，并冲突后恢复
- 依次轮流
- 节点依次轮流，但是有很多数据传输的节点可以获得较长的信道使用权
- 轮流(Taking Turns)MAC协议：
- 论询：主节点邀请从节点依次传送
- 缺点：
- 轮询开销：轮询本身消耗信道带宽
- 等待时间：每个节点需等到主节点轮询后开始传输
- 单点故障：主节点失效时造成整个系统无法工作
- 缺点：
- 令牌传递：控制令牌( token)循环从一个节点到下一个节点传递
- 缺点：
- 令牌开销：本身消耗带宽
- 延迟：只有等到抓住令牌，才可传输
- 单点故障(token)：令牌丢失系统级故障，整个系统无法传输
- 缺点：
- 论询：主节点邀请从节点依次传送
- 轮流(Taking Turns)MAC协议：
- 节点依次轮流，但是有很多数据传输的节点可以获得较长的信道使用权
MAC 地址和ARP
48bit MAC地址固化在适配器的ROM，用于使帧从一个网卡传递到与其物理连接的另一个网卡(在同一个物理网络中)。只是用于区分一个子网内部的不同的节点，可以完成一个物理网络内部的节点到节点的数据交付。
ARP协议
地址解析协议，即ARP（Address Resolution Protocol），是根据IP地址获取物理MAC地址的一个TCP/IP协议。
在LAN上的每个IP节点都有一个ARP表，ARP表包括一些LAN节点IP/MAC地址的映射。
以太帧结构
发送方适配器在以太网帧中封装IP数据报，或其他网络层协议数据单元。
- 地址：6字节源MAC地址，目标MAC地址
- 类型：指出高层协议
- CRC：在接收方校验
以太网：无连接、不可靠的服务
- 无连接：帧传输前，发送方和接收方之间没有握手
- 不可靠：接收方适配器不发送ACKs或NAKs给发送方
- 以太网的MAC协议：采用二进制退避的CSMA/CD介质访问控制形式
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