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  • 局域网数据链路层协议CSMA CSMA即载波监听多访问(Carrier Sense Multiple Access,CSMA),也就是发送前先侦听,每次发送数据之前都要先检查一下是否有其他站点在发送数据,如果有则暂时不要发送数据,等待信道...

    局域网数据链路层协议CSMA

    CSMA即载波监听多路访问(Carrier Sense Multiple Access,CSMA),也就是发送前先侦听,每次发送数据之前都要先检查一下是否有其他站点在发送数据,如果有则暂时不要发送数据,等待信道变为空闲的时候再发送。

    1、以太网协议CSMA/CD
    1. 在使用CSMA/CD协议时,一个站不可能同时进行发送和接收,进行的是半双工通信。
    2. 站点再发送数据前先侦听,每次发送数据之前都要先检查一下总线上是否有其他站点在发送数据,如果有则暂时不要发送数据,等待信道变为空闲的时候再发送。
    3. 每个站在自己发送数据之后的一小段时间内,存在着遭遇碰撞的可能性。(电磁波在1km电缆的传播时延约为5us)
    4. 以太网使用截断二进制指数退避算法来确定碰撞后重传的时机。
    5. 以太网要实现重传,必须保证这个站在收到冲突信号的时候这个帧没有传完。
    6. 10Mbps以太网最大连接长度2500米,使用四个中继器,最多一万米,因此传播最小数据报为64字节。
    2、wifi协议CSMA/CA
    1. 终端A先向终端B发送一个控制帧RTS(Request To Send)
    2. 终端B可以在可以接收数据的情况下:就会发送一个响应控制帧CTS
    3. 终端A接收到终端B发送的帧就开始发送要发的数据帧
    4. 终端B接收到终端A发送的数据帧后,经过一段时间,就会向终端A发送一个确认帧。

    CSMA/CA协议只能避免数据帧的冲突,不能避免控制帧的冲突,但是因为控制帧的大小很小,因此不会造成太多的无效开销。

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  • 计算机网络技术局域网数据链路层协议简单分析研究.......
  • 局域网数据链路层

    2021-06-12 12:44:46
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    关于计算机网络体系中的数据链路层已经介绍过了。可点击回顾。本文章介绍局域网中的数据链路层

    局域网的特点和优点

    • 网络为一个单位所拥有
    • 局域网可使用多种传输媒体,如双绞线和光纤
    • 局域网使用的是广播信道(一对多的通信),具有广播功能,可以从一个站点访问全网。局域网上的主机可共享连接在局域网上的各种硬件和软件资源
    • 便于系统的扩展和逐渐演变,各设备的位置可灵活调整和改变
    • 提高了系统的可靠性、可用性、生存性

    局域网的分类

    按网络拓补分类

    • 星形网,使用集线器
    • 环形网
    • 总线网,各站直接连接在总线,并在两端匹配电阻避免在总线上产生有害的电磁波反射。总线网以传统的以太网最为出名,由于以太网在市场中占据了绝对优势,以太网几乎称为局域网的代名词。后面将讨论以太网技术。在这里插入图片描述

    局域网(以太网)的介绍

    以太网的MAC层

    为了使数据链路层能更好地适应多种局域网标准。IEEE就把局域网的数据链路层拆成两个子层,即逻辑链路控制层(LLC)和媒体接入控制层(MAC),而LLC子层与传输媒体无关,不管采用何种传输媒体和MAC子层的局域网对LLC子层来说都是透明的。由于以太网取得垄断地位,LLC层的作用已经消失了,因此现在很多厂商生产的适配器基本都没有LLC协议
    网络适配器(网卡)实现了以太网协议的相关标准。强烈建议学习到这里时,点击阅读一下网络适配器(网卡)
    在这里插入图片描述

    MAC层的硬件地址

    在局域网中,硬件地址又称为物理地址或MAC地址。网络中每台设备都有一个唯一的网络标识,这个地址叫MAC地址,由网络设备制造商生产时写在适配器上的ROM中。MAC地址则是48位的(6个字节),通常表示为12个16进制数,每2个16进制数之间用冒号隔开,如08:00:20:0A:8C:6D就是一个MAC地址。其前3字节表示机构(公司)唯一标识符,是IEEE的注册管理机构给不同厂家分配的代码,区分不同的厂家。后3字节由厂家自行分配。MAC地址最高字节(MSB)的低第二位(LSb)表示这个MAC地址是全局的还是本地的,即U/L(Universal/Local)位,如果为0,表示是全局地址。MAC地址最高字节(MSB)的低第一位(LSb),表示这个MAC地址是单播还是多播。0表示单播。
    在这里插入图片描述

    MAC帧的格式

    其中第三个字段类型,表示上一层用的是什么协议,如IP协议。而MAC帧前的同步码是硬件实现需要。
    在这里插入图片描述

    使用总线方式的以太网

    局域网(以太网)在共享信道上使用的是随机接入的方式,随机接入的特点就是所有用户可随机地发送消息,但如果恰巧有两个或更多的用户在同一时刻发送消息,那么在共享媒体上就要产生碰撞,使得这些用户的发送都失败,因此,必须要有解决碰撞的协议。
    最早的以太网是将许多计算机连接在一根总线上。为了通信方便,以太网使用无连接的工作方式,即最大努力交付,允许丢失。丢失是否重传由更高层协议来决定。
    总线的特点

    • 1,当一台计算机发送数据时,总线上的所有计算机都能检测这个数据。这就是广播通信方式。
      但我们并不总是要在局域网上进行一对多的广播通信,介绍网络适配器时讲过,每个适配器都有一个唯一的硬件地址(MAC地址),为了在总线上实现一对一的通信,在发送数据帧时,在帧的首部写明接收站的MAC地址,现在的电子技术很容易做到,仅当接收到的数据帧中的目的地址与自身的网络适配器ROM中存放的MAC地址一致时,适配器才接收这个数据帧,否则丢弃。这样就实现了在总线上一对一的通信。
    • 2,总线上只要由一台计算机在发送数据,总线的传输资源就会被占用。
      同一时间只能允许一台计算机发送数据。否则各计算机之间就会互相干扰,数据会被破坏。因此需要有一种协调机制来协调总线上各个计算机的工作。以太网使用的是CSMA/CD协议
      在这里插入图片描述
      显然,在使用CSMA/CD协议时,一个站不能同时进行发送和接收,因此只能进行双向交替通信(半双工通信),在物理层介绍过这种通信了。

    使用集线器的星型拓扑的以太网

    强烈建议学习关于集线器的介绍,请点击集线器HUB阅读。
    总结:集线器工作在物理层,表现上仍然是总线网,仍然是使用CSMA/CD协议。

    扩展的以太网

    在物理层扩展以太网

    扩展主机与集线器的距离,使用一对光纤和一对光前
    在这里插入图片描述

    在数据链路层扩展以太网

    扩展以太网,更常用的方法是在数据链路层进行的。学习到这里先阅读一下交换机的特点和功能

    从总线以太网到星形以太网

    在这里插入图片描述

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  • 计算机网络之数据链路层局域网数据链路层服务

    数据链路层: 负责通过一条链路, 从一个结点向另一个物理链路直接相连的相邻结点, 传送网络层数据报, 中间不经过任何其他交换结点。

    数据链路: 网络中两个结点之间的逻辑通道。 实现控制数据传输协议的硬件( 网卡)和软件加到链路上构成的。

    数据链路层的传输单元: 帧。

     

    数据链路层提供的服务如下:

    1. 组帧(成帧)

    帧头(帧首): 发送结点和接收结点的地址信息、 定界字符。

    帧尾: 用于差错检测的差错编码。

    2. 链路接入

    物理链路可以分为: 点对点链路和广播链路。

    (1). 点对点链路: 发送结点和接收结点独占信道;

    (2). 广播链路: 通信链路被多个结点共享。

    3. 可靠交付

    无线链路( 出错率高) : 支持可靠数据传输。

    光纤、 双绞线( 出错率低) : 不提供可靠数据传输服务。

    4. 差错控制

    数据链路层帧在物理媒介上的传播过程, 可能会出现比特翻转的差错。

    误比特率: 出现差错的比特数/传输比特总数。

    展开全文
  • 本文详细介绍局域网数据链路层。(局域网局域网拓扑结构、以太网的两个标准、IEEE802参考模型、IEEE 802系列标准、数据链路层的两个子、适配器)

    局域网

    • 在较小的地理范围内,利用通信线路将许多数据设备连接起来,实现彼此之间的数据传输和资源共享的系统称为局域网。
    • 局域网最主要的特点是:
    – 网络为一个单位所拥有;
    – 地理范围和站点数目均有限。
    • 局域网具有如下主要优点:
    – 具有广播功能,从一个站点可很方便地访问全网。局域网上的主机可共享连接在局域网上的各种硬件和软件资源。
    – 便于系统的扩展和逐渐地演变,各设备的位置可灵活调整和改变。
    – 提高了系统的可靠性、可用性和残存性。

    局域网拓扑结构

    在这里插入图片描述

    以太网的两个标准

    • 70年代中期由施乐公司( Xerox )提出,数据率为2.94Mb/s,称为Ethernet(以太网)
    – 最初人们认为电磁波是通过“以太”来传播的
    (在以前被假定为电磁波的传播介质,具有绝对连续性、高度弹性、极其稀薄等特性。)
    • 经DEC(美国数字设备公司), Intel和Xerox公司改进为10Mb/s标准(DIX标准)
    – DIX V1(1980)、DIX V2(1982)-Ethernet II
    – 特征:基带传输、总线拓扑、CSMA/CD、同轴电缆
    DIX Ethernet V2 是世界上第一个局域网产品(以太网)的规约。
    IEEE 802.3 是第一个 IEEE 的以太网标准。
    • DIX Ethernet V2 标准与 IEEE 的 802.3 标准只有很小的差别,仅是帧格式和支持的传输介质略有不同,因此可以将 802.3 局域网简称为“以太网”。
    • 严格说来,“以太网”应当是指符合 DIX Ethernet V2 标准的局域网 。
    • 定义速率为10Mb/s的以太网为“传统以太网”, 100Mb/s的以太网为“快速以太网” 。
    • 目前已发展到万兆以太网,仍在继续发展

    IEEE802参考模型

    不具备广域网的路由功能,只有数据链路层和物理层
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    IEEE 802系列标准

    IEEE 802致力于研究物理层和数据链路层中定义的服务和协议。
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    数据链路层的两个子层

    • 为了使数据链路层能更好地适应多种局域网标准,IEEE 802 委员会就将局域网的数据链
    路层拆成两个子层:
    媒体接入控制 MAC (Medium Access Control)子层。
    逻辑链路控制 LLC (Logical Link Control)子层
    • 与接入到传输媒体有关的内容都放在 MAC子层,而 LLC 子层则与传输媒体无关。

    一般不考虑 LLC 子层。
    • 由于 TCP/IP 体系经常使用的局域网是 DIX Ethernet V2 而不是 802.3 标准中的几种局域网,因此现在 802 委员会制定的逻辑链路控制子层 LLC(即 802.2 标准)的作用已经不大了。
    • 很多厂商生产的适配器上就仅装有 MAC 协议而没有 LLC 协议。

    适配器

    • 网络接口板又称为通信适配器 (adapter) 或网络接口卡 NIC (Network Interface Card),或“网卡”。
    • 适配器的重要功能:
    – 进行串行/并行转换。
    – 对数据进行缓存。
    – 在计算机的操作系统安装设备驱动程序。
    – 实现以太网协议。
    在这里插入图片描述

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  • 局域网最主要的特点是:1、网络为一个单位所拥有; 2、地理范围和站点数目均有限。 局域网具有如下主要优点: 1、具有广播功能,从一个站点可很方便地访问全网。局域网上的主机可共享连接在局域网上的各种硬件和...
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