计算机网络之链路层和局域网

链路层信道分为两种:

1广播信道:局域网,无限LAN,卫星和混合光纤

2点对点的通信链路 

5.1 链路层和概述

链路层采取的动作包括了差错检测,重传,流量控制以及随机接入

特点:数据报在不同的链路可以使用不同的协议

提供的服务可能包括:

成帧 ,链路接入,可靠交付,流量控制,差错检测,差错纠正 半双工和全双工

   链路层实现是在网络适配器上,包括了软件和硬件,也称为网络接口卡,即网卡(许多功能是用硬件实现了,大大的提高了速度)

5.2 差错检测包括 

1奇偶检验  2检验和 3循环冗余

5.3 多路访问协议

1信道划分协议

TDM ,FDM(缺点:限制了速度 优点:避免了碰撞)

 CDMA  

2随机接入协议

1 时隙ALOHA协议:效率太低

2 ALOHA协议:更低...

3 载波侦听多路访问CSMA

先监听,出现就停止发送,随即一个时间后在发送

3轮流协议

1轮询 优点:消除了碰撞和时间缝隙,缺点:引入了轮询的时间延迟,主节点有故障,就会影响全部

2 令牌协议:

没有要发送的就把令牌传下去

5.4 链路层编址

    5.4.1MAC地址

MAC地址为6字节 每个电脑的MAC是固定的 通常为16进制的地址

5.42 地址解析协议 ARP

A为了将数据报发往B处,必须在数据报写入IP和MAC地址,为了得到B的MAC地址,A将B的IP传递给A的APR模块,返回相应的MAC地址,类似于DNS,重要区别在于DNS可以在任何地方解析主机名字,ARP只能在一个子网的节点来解析IP地址,如果说ARP模块没有保存这个IP的信息,那么就会产生一个ARP分组发往给子网的所有节点,来查询IP对应的MAC,注意一旦查询到了就是一个标准帧返回,而不是一个广播帧,

    如果B在子网以外的时候,这时候是通过ARP查询得到路由器的MAC,然后将数据报发送给路由器,路由器收到以后,解析查看B的IP地址,然后用ARP查询B的MAC,然后再发送数据报到B

(?A是如何判断B和A不是一个子网,是直接看IP地址么)

5.5以太网

以太网的最大传输单元是1500字节,一旦超过就必须切分,最小为46字节

提供了不可靠的无连接的服务

使用协议 CSMA/CD

1,适配器在任何时候传输

2,监听到有其他在传输,就停止传输,用了载波监听

3一旦检测到其他的传输,就停止,用了碰撞检测

4,等待一个随机的时间,

5.6链路层交换机

交换机对节点是透明了,节点并不知道交换机转发了自己的数据帧

交换机的功能:过滤和转发

交换机的转发是基于MAC地址的

交换机有一个表,包含了1节点的MAC地址,2到达该节点的交换机端口3节点表项存在的时间

当有一个帧到达交换机的时候会出现三种情况

1没有目的MAC节点的信息,就向除了来的那个接口的其他接口发送这个帧,即广播帧

2有一个表项 刚好就是和来的那个接口X相关,也就是说可以丢弃了

3有一个表项不同于2就可以转发过去了

交换机的自学习能力:
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1初始表为空 -
2每次接受到一个帧,就会在表中存储 1这个帧的MAC地址,2这个帧来自的端口 3当前的时间
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3在一段时间内没有收到这个目的地为这个MAC地址的帧,就会删除这个表项(即插即用)
**链路层交换机的内容**
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消除碰撞 -
异质的链路,允许不同链路使用不同的速度 -
管理,如果一个适配器异常的工作,那么交换机会再内部断开异常的连接,**5.64
交换机和路由器的比较**
- 交换机的优缺点:1即插即用 2具有较高的分组过滤和发送速率,因为他在网络的第二层,路由器在第三层,
- 缺点是:大型交换网络要求这个节点必须有大的ARP表,此外对广播风暴不提供任何的保护措施,如果某主机出现了故障,不停的发送广播帧,会崩溃以太网
- 路由器的优点:当网络存在冗余路径的时候,分组是不能通过路由器循环的,没用生成树的限制,可以使用各种结构来构建因特网, 还有就是对广播风暴提供了防火墙的功能,
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缺点:不能即插即用,对分组处理的时间比交换机要长一些,