一、概述
结点:运行链路层协议的任何设备
链路:结点之间的通信链路
两种不同类型的链路层信道:广播信道,点对点通信链路
链路层提供的服务:
(1)成帧:在每个网络层数据报经链路传输之前,链路层协议将其用链路层帧封装起来
(2)链路接入:规定了帧在链路上的传输规则
(3)可靠交付:保证无差错经链路层移动每个网络层数据报
(4)差错检测和纠正
链路层在何处实现:网络适配器,链路层是硬件软件交界的地方
二、差错检验和纠正技术
奇偶校验
(1)一维:对数据比特加一个校验比特,使得1的个数为偶数
(2)二维:将D比特分为i行j列,对每行每列进行奇偶判断
检验和方法
将一个d比特数据看做k比特整数序列,将k比特加起来作为检验
循环冗余检测
对d比特加上r比特,使它能整除一个最高位为1的G,在接收方用r+d除G看是否没有余数
三、多路访问链路和协议(广播链路)
信道划分协议:
将时间分成时间帧,对N个结点,把时间帧分成N个时隙,吧每个时隙分配给每个结点,当有结点需要发送分组的时候就在自己的时隙内发送,要保证每个时隙能发送一个完整的分组
随机接入协议:
一个传输结点总是以信道的全部速率进行发送,当有碰撞时,涉及碰撞的每个结点反复重复它的帧,常用的随机接入协议:
(1)时隙ALOHA协议:
当结点有一个新帧要发送时,它等到下一个时隙开始并在该时隙传输
如果没有碰撞,成功传输
碰撞之后,该结点在时隙结束前检验到碰撞,以p的概率在接下来的时隙中重传
(2)CSMA协议(以太网):载波侦听多路访问
一个结点在传送前先监听信道,有一小段时间没有发送时发送
碰撞时,随机等待一段时间重传
(3)CSMA/CD:n次碰撞随机选择0-2的n次方-1,然后乘512作为休息时间
轮流协议:
(1)轮询协议:设置一个主结点,主结点轮询
(2)令牌传递协议:令牌在结点之间以特定顺序传递
四、交换局域网
MAC地址:适配器的链路层地址,地址长度6字节,48位。世上没有相同两块适配器地址,生产商购买前24位,自己分配后24位。
地址解析协议(ARP):在网络层地址和链路层地址间进行转换
每台主机或路由器包含一个ARP表,包含IP到MAC的映射关系,一个表项的过期时间大概是20分钟
当一个IP要寻址到另一个IP时,若ARP有相关表项,直接映射。如果没有,适配器广播一个ARP查询分组,子网上的其他适配器收到后把ARP查询传递给ARP模块,在模块中检查IP地址,如果匹配则发送一个映射响应ARP分组,发送方更新ARP表
当发数据到其他子网时先ARP到子网交界的路由器
五、以太网
以太网帧结构:前同步码,目的地址,原地址,类型,数据(IP数据报),CRC(循环冗余检测)
交换机(自学习):和路由器相似,区别是通过MAC地址交换转发,路由器是通过IP