計算機網絡直接連接的網絡

1、1第 3 章 直接連接的網絡2教學提示教學目的教學目的n理解理解數據鏈路層數據鏈路層服務服務，掌握，掌握可靠數據傳輸可靠數據傳輸和和多路訪問多路訪問原理原理，熟練掌握熟練掌握各種鏈路層協(xié)議與設備各種鏈路層協(xié)議與設備重要知識點重要知識點n成幀成幀n差錯檢測差錯檢測n可靠數據傳輸可靠數據傳輸n多路訪問技術多路訪問技術學習方法學習方法n以基礎性問題為中心展開學習以基礎性問題為中心展開學習 MAC地址 CSMA/CD 以太網交換機 IEEE 802.113直連連接的網絡中的機制和設備機制設備在其他層可用4What is a Link?4Communication MediumNetwork Adapt

2、er5數據鏈路層的基本概念 n鏈路(link)是一條無源的點到點的物理線路段，中間沒有任何其他的交換結點。n一條鏈路只是一條通路的一個組成部分。n數據鏈路(data link) 除了物理線路外，還必須有通信協(xié)議來控制這些數據的傳輸。若把實現這些協(xié)議的硬件和軟件加到鏈路上，就構成了數據鏈路。n現在最常用的方法是使用適配器（即網卡）來實現這些協(xié)議的硬件和軟件。n一般的適配器都包括了數據鏈路層和物理層這兩層的功能。 6工作場景最簡單網絡：用某種傳輸媒體連接所有主機n涉及涉及數據鏈路層數據鏈路層技術技術n單段鏈路單段鏈路使用使用點到點點到點通信協(xié)議通信協(xié)議或廣播或廣播多路訪問多路訪問協(xié)議協(xié)議n為為大型

3、網絡大型網絡提供提供某某“一跳一跳”的低層通信的低層通信支撐支撐以太網無線局域網路由器IP網絡通信網7第3章：內容提要3.1 3.2 成幀成幀3.3 差錯檢測和糾正技術差錯檢測和糾正技術3.4 可靠數據傳輸原理可靠數據傳輸原理3.5 多路訪問協(xié)議多路訪問協(xié)議3.6 以太網以太網3.7 鏈路層交換機鏈路層交換機3.8 802.11無線局域網無線局域網3.9 小結小結8鏈路層環(huán)境n鏈路層協(xié)議鏈路層協(xié)議n任務：任務：通過通過單段鏈路單段鏈路，點到點點到點傳送上層數據報傳送上層數據報n定義了定義了鏈路兩端結點間交互的鏈路兩端結點間交互的幀格式幀格式，以及以及發(fā)送和接發(fā)送和接收幀時收幀時的的操作操作n兩

4、種網絡鏈路類型兩種網絡鏈路類型n點對點鏈路點對點鏈路n廣播鏈路廣播鏈路9n點對點鏈路：由鏈路一端的單個發(fā)送結點和鏈路另一端的單個接收結點組成。這種鏈路使用一對一的點對點通信方式。n廣播鏈路：能夠讓多個發(fā)送結點和接收結點都連接到單一的，共享的廣播信道上。這種鏈路使用一對多的廣播通信方式。因廣播鏈路上連接的主機很多，必須使用專用的共享鏈路協(xié)議來協(xié)調這些主機的數據發(fā)送。10鏈路層環(huán)境n鏈路層環(huán)境重要特點鏈路層環(huán)境重要特點n一條路徑上的一條路徑上的不同鏈路可不同鏈路可運行運行不同不同的的鏈路層協(xié)議鏈路層協(xié)議n鏈路層協(xié)議提供的服務可鏈路層協(xié)議提供的服務可以以不同不同n通信環(huán)境較為簡單通信環(huán)境較為簡單11

5、利用不同交通工具旅游的例子北京杭州黃山首都機場杭州機場黃山火車站12 鏈路層的基本服務就是將網絡層分組通過鏈路層的基本服務就是將網絡層分組通過單段通信鏈路單段通信鏈路從一個結點移動到相鄰結點。從一個結點移動到相鄰結點。 且其所提供的且其所提供的服務服務會隨著鏈路層協(xié)議轉變會隨著鏈路層協(xié)議轉變而改變。而改變。13鏈路層協(xié)議的設計問題1.成幀成幀n將數據報封裝進幀，加上首部和尾部，幀定界問題將數據報封裝進幀，加上首部和尾部，幀定界問題2.媒體訪問媒體訪問n規(guī)定了結點在鏈路上傳輸幀的規(guī)則規(guī)定了結點在鏈路上傳輸幀的規(guī)則n如何共享媒體，如何訪問信道？如何共享媒體，如何訪問信道？n用媒體訪問控制用媒體訪問

6、控制(MAC)協(xié)議協(xié)調結點之間的幀傳輸協(xié)議協(xié)調結點之間的幀傳輸 3.相連結點間的可靠交付相連結點間的可靠交付n是網絡中基礎性問題（無差錯的傳輸每個幀）是網絡中基礎性問題（無差錯的傳輸每個幀）n在比特差錯低的鏈路很少使用在比特差錯低的鏈路很少使用 (光纖，雙絞線光纖，雙絞線)n無線鏈路無線鏈路: 高差錯率則需要高差錯率則需要14鏈路層服務的設計問題(續(xù))4.流量控制流量控制n相鄰發(fā)送和接收結點間的步調協(xié)調（防止接收結點相鄰發(fā)送和接收結點間的步調協(xié)調（防止接收結點緩沖區(qū)溢出）緩沖區(qū)溢出）5.差錯檢測差錯檢測n差錯由信號衰減、噪聲所致差錯由信號衰減、噪聲所致n接收方檢測出差錯，將幀丟棄接收方檢測出差

7、錯，將幀丟棄n發(fā)送方負責重傳發(fā)送方負責重傳n通常用硬件實現通常用硬件實現6.糾錯糾錯n接收方接收方識別和糾正識別和糾正比特差錯，而不采取重傳比特差錯，而不采取重傳15網絡適配器及其與協(xié)議棧功能的關系問題：鏈路層功能在哪里？n網絡適配器n設備驅動程序16n網絡適配器也成為網絡接口卡或網卡。n網絡適配器通常與系統(tǒng)的I/O總線相連，在結點內存和網絡鏈路之間傳輸數據。n結點上運行的一個軟件模塊稱為設備驅動程序，用來管理網絡適配器。n鏈路層功能的主體部分是在網絡適配器中實現的（鏈路層控制器）。1718第3章：內容提要3.1 3.2 成幀成幀3.3 差錯檢測和糾正技術差錯檢測和糾正技術3.4 可靠數據傳輸

8、原理可靠數據傳輸原理3.5 多路訪問協(xié)議多路訪問協(xié)議3.6 以太網以太網3.7 鏈路層交換機鏈路層交換機3.8 802.11無線局域網無線局域網3.9 小結小結19IP 數據報1010 0110幀取出數據鏈路層網絡層鏈路結點 A結點 B物理層數據鏈路層結點 A結點 B幀(a)(b)發(fā)送幀接收鏈路IP 數據報1010 0110幀裝入數據鏈路層傳送的是幀20n在分組交換網絡中，結點交換的是數據塊而不是比特流。n結點的網絡適配器通過鏈路層協(xié)議在結點之間交換幀（一個比特序列）。n為了完成幀在結點之間的傳輸，適配器首先要準確識別這個比特序列具有什么樣的幀結構，即決定幀從哪里開始到哪里結束。21面向比特的

9、協(xié)議n面向比特的協(xié)議把幀看成比特的集合面向比特的協(xié)議把幀看成比特的集合n以以HDLC協(xié)議為例，用特別的比特序列表示幀的協(xié)議為例，用特別的比特序列表示幀的開始和結束（開始和結束（01111110）n比特填充比特填充 (bit stuffing)法法(用于發(fā)送前用于發(fā)送前/接收后接收后)n發(fā)送方：報文中發(fā)送方：報文中5個連續(xù)個連續(xù)1，插入，插入0n接收方接收方：收到：收到5個連續(xù)個連續(xù)1：后為后為0 ，去掉；，去掉；為為1，后，后為為0，則幀結束；否則則幀結束；否則出錯出錯22PPP協(xié)議n點對點協(xié)議點對點協(xié)議(PPP) n家庭家庭主機到第一跳路由器的主機到第一跳路由器的點對點鏈路的鏈路層協(xié)議點對點

10、鏈路的鏈路層協(xié)議n用戶使用撥號電話線接入因特網時，一般都是使用用戶使用撥號電話線接入因特網時，一般都是使用 PPP 協(xié)議。協(xié)議。nPPP協(xié)議是家庭用戶的計算機和協(xié)議是家庭用戶的計算機和ISP進行通信時所使用的進行通信時所使用的數據鏈路層協(xié)議。數據鏈路層協(xié)議。23用戶到 ISP 的鏈路使用 PPP 協(xié)議用戶至因特網已向因特網管理機構申請到一批 IP 地址ISP接入網PPP 協(xié)議24PPP 協(xié)議的幀格式協(xié)議代碼25PPP 協(xié)議的幀格式nPPP 有一個 2 個字節(jié)的協(xié)議字段。n當協(xié)議字段為 0 x0021 時，PPP 幀的信息字段就是IP 數據報。n若為 0 xC021, 則信息字段是 PPP 鏈路

11、控制數據。n若為 0 x8021，則表示這是網絡控制數據。 IP 數據報1211字節(jié)12不超過 1500 字節(jié)PPP 幀先發(fā)送7EFF03FACFCSF7E協(xié)議信 息 部 分首部尾部26面向字節(jié)的協(xié)議n早期每幀都看成是字節(jié)的集合n保留一組字符為控制字符n同步字符同步字符SYN；首部開始符首部開始符SOH；正文開始符正文開始符STX；正正文結束符文結束符ETX；轉義字符轉義字符DLEn效率較低，目前已很少使用nDLE字符的“轉義”作用n信息信息DLE STX A DLE B DLE ETX在網絡中傳送在網絡中傳送27第3章：內容提要3.1 鏈路層概述3.2 成幀3.3 奇偶校驗奇偶校驗檢驗和方法

12、檢驗和方法循環(huán)冗余檢測循環(huán)冗余檢測(CRC)3.4 可靠數據傳輸原理可靠數據傳輸原理3.5 多路訪問協(xié)議多路訪問協(xié)議3.6 以太網以太網3.7 鏈路層交換機鏈路層交換機3.8 802.11無線局域網無線局域網3.9 小結小結28n為了保證數據的可靠傳輸，在數據傳輸出現錯誤后，有兩種處理方法，一是檢錯重發(fā)；二是前向糾錯。 29處理幀差錯兩種方法n檢錯檢錯重重發(fā)發(fā)(detect and retransmission)n檢測到發(fā)送方報文受損，檢測到發(fā)送方報文受損，則通知發(fā)送方重傳副本則通知發(fā)送方重傳副本n差錯率低差錯率低效果好效果好n前向糾錯前向糾錯(Forward Error Correction

13、, FEC)n糾錯通過糾錯通過“預先預先”發(fā)送發(fā)送額額外信息進行外信息進行n時效性好時效性好n適用場合適用場合n檢錯重檢錯重發(fā)發(fā)適合鏈路差錯適合鏈路差錯率很低的場合率很低的場合，如有線，如有線通信通信n前向糾錯適合對時間要前向糾錯適合對時間要求很高求很高的場合，的場合，如航天如航天和實時控制和實時控制30 為此，首先要檢查出誤碼。這樣就需要在傳輸數據時加上能夠檢查出錯誤或能夠定位錯誤的冗余信息。n冗余信息用某種明確定義的算法直接從原始報文中導出的信息。31差錯檢測EDC：差錯檢測和糾錯比特：差錯檢測和糾錯比特 (冗余冗余)D ： 數據由差錯校驗保護，可能包括首部字段數據由差錯校驗保護，可能包括

14、首部字段 易出現比特錯鏈路易出現比特錯鏈路 32n差錯檢測不是差錯檢測不是100%可靠可靠!n 協(xié)議可能漏掉某些差錯，但是非常少協(xié)議可能漏掉某些差錯，但是非常少n 較大的較大的EDC字段產生更好的檢測和糾正字段產生更好的檢測和糾正n一種優(yōu)秀的差錯檢測方法應當滿足：加入的冗余一種優(yōu)秀的差錯檢測方法應當滿足：加入的冗余信息較少，而能檢測出所有的差錯。信息較少，而能檢測出所有的差錯。 33差錯檢測方法n奇偶校驗n檢驗和方法n循環(huán)冗余檢驗34奇偶校驗奇偶校驗碼是奇偶校驗碼是奇校驗碼奇校驗碼和和偶校驗碼偶校驗碼的統(tǒng)稱，是一種的統(tǒng)稱，是一種最基本的檢錯碼。最基本的檢錯碼。n用用單個奇偶校驗位單個奇偶校驗位

15、可檢測出鏈路發(fā)生的可檢測出鏈路發(fā)生的單個比特差錯。單個比特差錯。n發(fā)送方發(fā)送的信息由發(fā)送方發(fā)送的信息由n-1n-1位位信息元和信息元和1 1位位校驗元組成，可校驗元組成，可以表示成為（以表示成為（n n，n-1n-1）。）。n如果是如果是奇校驗碼奇校驗碼，在附加上一個校驗元以后，碼長為，在附加上一個校驗元以后，碼長為n n的的碼字中碼字中“1”1”的個數為的個數為奇數奇數個；個；n如果是如果是偶校驗碼偶校驗碼，在附加上一個校驗元以后，碼長為，在附加上一個校驗元以后，碼長為n n的的碼字中碼字中“1”1”的個數為的個數為偶數偶數個。個。 例： 信息字段 奇校驗碼 偶校驗碼 0110001 011

16、00010 01100011編碼效率： Q/(Q+1) (信息字段占Q個比特)35奇偶校驗二維比特奇偶校驗二維比特奇偶校驗:檢測到所有檢測到所有1,2,3個比特差錯和大部分個比特差錯和大部分4bit差錯和糾正差錯和糾正1個比特差錯。個比特差錯。00奇偶差錯奇偶差錯可糾正的單比特可糾正的單比特差錯差錯無差錯36檢驗和方法n檢驗和方法（可用于因特網網絡層）n思想：將傳輸的所有字節(jié)當做整數加起來，其和作為檢驗和，然后將這個檢驗和連同數據傳輸到接收方，接收方對收到的數據執(zhí)行相同的計算，再把得到的結果與收到的檢驗和進行比較。n因特網檢驗和就基于這種方法。37因特網檢驗和發(fā)送方:n將段內容作為16比特整數

17、序列來處理n檢驗和: 連續(xù)兩兩求和，校驗和為和的反碼n發(fā)送方將檢驗和的值放入 檢驗和字段接收方:n計算接收到段的檢驗和n檢查是否計算的檢驗和等于 檢驗和字段的值:nNO 檢測到差錯檢測到差錯nYES 沒有檢測到差錯，仍可能沒有檢測到差錯，仍可能有錯有錯目標：目標：檢測檢測傳輸段傳輸段中的中的“差錯差錯”(如比特翻轉如比特翻轉)38因特網檢驗和例子n注意：當作加法時，最高位進比特位的進位需要加到結果中n例子： 3個16 bit的整數1100011001100110，1111010101010101，1000111100001100相加1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1

18、 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 11 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 11 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 01 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 11 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0回卷 和檢查和(求反)和回卷 39因特網檢驗和檢錯效果 對不同的報文，容易找到具有相同檢驗和的另一段對不同的報文，容易找到具有相同檢驗和的另

19、一段報文報文:I O U 10 0 . 99 B O B49 4F 55 3130 30 2E 3939 42 D2 42messageASCII formatB2 C1 D2 ACI O U 90 0 . 19 B O B49 4F 55 3930 30 2E 3139 42 D2 42messageASCII formatB2 C1 D2 AC不同的報文不同的報文但相同的檢驗和但相同的檢驗和!效果不好! 報文 報文 ASCII形式 ASCII形式 40循環(huán)冗余檢驗循環(huán)冗余檢驗 為了提供很強的差錯檢測能力，現代計算機網絡普遍在鏈路層用硬件芯片實現了基于循環(huán)冗余檢驗（CRCCyclic Red

20、undancy Check）編碼的差錯檢驗技術。 41循環(huán)冗余檢驗的原理 n假設待傳送的數據 M = 1010001101（共k bit）。n發(fā)送方和接收方協(xié)商一個m bit的除數Pn即可確定我們在數據M的后面添加的供差錯檢測用冗余碼的長度為n bit（n=m-1）。 42冗余碼的計算 n用二進制的模 2 運算進行 2n 乘 M 的運算，這相當于在 M 后面添加 n 個 0。n得到的 (k + n) bit 的數除以事先選定好的長度為 m bit 的數 P，得出商是 Q 而余數是 R（即為所求的冗余碼），所得余數 R 比除數 P 至少要少1 個比特。 43n設 M = 1010001101 ,

21、 P = 110101，即 n = 5, 模 2 運算的結果是：商 Q = 1101010110， 余數R = 01110。n將余數 R 作為冗余碼添加在數據 M 的后面發(fā)送出去，即發(fā)送的數據是101000110101110，或 2nM + R。44 1101010110 Q 商 除數 P 110101 101000110100000 2nM 被除數 110101 111011 110101 111010 110101 111110 110101 101100 110101 110010 110101 01110 R 余數45n接收方如何檢測呢？接收方如何檢測呢？n用接收端收到得數據除以用接收

22、端收到得數據除以P（發(fā)送端事先定好的那個）n如果所得余數為0，則在傳輸過程中沒有產生誤碼；n如果所得余數不為0，則在傳輸過程中產生了誤碼；46n但這種檢測方法并不能確定究竟是哪一個或哪幾個比特出現了差錯。n一旦檢測出差錯，就丟棄這個出現差錯的幀。注意：能不能說所得余數為0，就肯定沒有出現差錯？ 只要經過嚴格的挑選，并使用位數足夠多的除數 P，那么出現檢測不到的差錯的概率就很小很小。 檢測出錯了？檢測出錯了？47 任何一個由二進制數位串組成的代碼可以和一個只含有0和1兩個系數的多項式建立一一對應的關系。 例如，代碼1010111對應的多項式為X6+X4+X2+X+1，而多項式X5+X3+X2十X

23、十1對應的代碼為101111。48目前，廣泛使用的除數P主要有四種: nCRC12X12十X11十X3十X2+1 nCRC16X16十X15十X2十1(IBM公司) nCRC16X16十X12十X5十1(CCITT) nCRC32X32十X26十X23十X22十X16十X11十X10十X8十X7十X5十X4十X2+X+1 49應當注意 n僅用循環(huán)冗余檢驗 CRC 差錯檢測技術只能做到無差錯接受(accept)。n“無差錯接受”是指：“凡是接受的幀（即不包括丟棄的幀），我們都能以非常接近于 1 的概率認為這些幀在傳輸過程中沒有產生差錯”。n也就是說：“凡是接收端數據鏈路層接受的幀都沒有差錯”（有

24、差錯的幀就丟棄而不接受）。n傳輸差錯可分為兩大類：幀出現比特差差錯；幀丟失、幀重復和幀失序。n“可靠傳輸”（即發(fā)送什么就收到什么）就必須再加上幀編號、確認和重傳機制。 50第3章：內容提要3.1 鏈路層概述3.2 成幀3.3 差錯檢測和糾正技術3.4 設計可靠數據傳輸協(xié)議設計可靠數據傳輸協(xié)議流水線可靠數據傳輸協(xié)議流水線可靠數據傳輸協(xié)議回退回退N步協(xié)議步協(xié)議選擇重傳協(xié)議選擇重傳協(xié)議3.5 多路訪問協(xié)議多路訪問協(xié)議3.6 以太網以太網3.7 鏈路層交換機鏈路層交換機3.8 802.11無線局域網無線局域網3.9 小結小結51可靠數據傳輸：服務模型與服務實現n可靠數據傳輸是互聯網中最為重要的問題之一

25、n該問題在多層協(xié)議中出現n一般服務模型52設計可靠數據傳輸協(xié)議n基本思想：在分組傳輸過程進行差錯檢測，一旦接收方發(fā)現差錯，就應當告知發(fā)送方，由發(fā)送方重傳該分組n學習方法：研究一系列協(xié)議，一步解決一個問題，直至實用53設計可靠數據傳輸協(xié)議：SW0協(xié)議前提條件：信道不丟包n解決方案：n接到正確接到正確PKT，發(fā)送一，發(fā)送一個肯定確認個肯定確認(ACK)n收到收到錯誤錯誤PKT，發(fā)送一，發(fā)送一個個否定確認否定確認(NAK)，重重傳原傳原PKTn停止等待停止等待(stop-and-wait, SW)協(xié)議n實用中有不少漏洞54設計可靠數據傳輸協(xié)議：SW1協(xié)議條件：信道丟包nSW0的發(fā)送方會一直等待ACK

26、，引起協(xié)議死鎖死鎖n解決方案：n增加增加超時定時器超時定時器n每發(fā)PKT，啟動超時定時器，稱為超時重傳超時重傳機制n重傳時間略大于平均RTTn無需NAK（否認確認）55設計可靠數據傳輸協(xié)議：SW2協(xié)議條件：確認分組丟失n出現了分組冗余冗余的差錯n解決方案：n增加一種新機制：增加一種新機制：發(fā)送發(fā)送序號序號n序號空間要較小n如發(fā)送序號如發(fā)送序號3 bit，在在07間循環(huán)使用間循環(huán)使用56設計可靠數據傳輸協(xié)議：SW3協(xié)議對確認進行編號？n收到重復的確認，無法分辨對應哪個分組n解決方案：n增加增加確認序號機制確認序號機制，分分辨出確認辨出確認對應對應哪個分組哪個分組n綜合以上機制為綜合以上機制為SW

27、協(xié)議，協(xié)議，或或自動重傳請求自動重傳請求(ARQ)設計可靠數據傳輸協(xié)議機制設計可靠數據傳輸協(xié)議機制：差錯檢測、接收方確認差錯檢測、接收方確認(肯定/否定)、重、重傳、定時器和序號傳、定時器和序號(數據和確認)57第3章：內容提要3.1 鏈路層概述3.2 成幀3.3 差錯檢測和糾正技術3.4 設計可靠數據傳輸協(xié)議設計可靠數據傳輸協(xié)議流水線可靠數據傳輸協(xié)議流水線可靠數據傳輸協(xié)議回退回退N步協(xié)議步協(xié)議選擇重傳協(xié)議選擇重傳協(xié)議3.5 多路訪問協(xié)議多路訪問協(xié)議3.6 以太網以太網3.7 鏈路層交換機鏈路層交換機3.8 802.11無線局域網無線局域網3.9 小結小結58流水線協(xié)議n2.5Gbps光傳輸系

28、統(tǒng)，RTT為35ms。分組長L1,500 byte，發(fā)送時延n信道的利用率n改進停止等待協(xié)議，提高傳輸效率sbpspktbitRLttrans8.4105.2/815009000137.00048.350048.0/RLRTTRLU59流水線: 提高協(xié)議利用率60n可連續(xù)發(fā)送若干個分組，提高信道利用率n實際的協(xié)議一次至少允許連續(xù)發(fā)送256個分組，協(xié)議效率至少提高256倍!n看似n個分組被填充到一條流水線上，故此技術被稱為流水線61流水線傳輸 n流水線:發(fā)送方允許發(fā)送多個、傳輸中、未應答的分組，不必每發(fā)完一個分組就停頓下來等待對方的確認。n由于信道上一直有數據不間斷地傳送，這種傳輸方式可獲得很高

29、的信道利用率。 B分組ttAACK62流水線協(xié)議n必須增加序號范圍必須增加序號范圍n發(fā)送方和發(fā)送方和/或接收方設有緩沖或接收方設有緩沖n兩種流水線協(xié)議: 回退回退N步（步（go-Back-N）, 選擇性重傳（選擇性重傳（S-R） 63第3章：內容提要3.1 鏈路層概述3.2 成幀3.3 差錯檢測和糾正技術3.4 設計可靠數據傳輸協(xié)議設計可靠數據傳輸協(xié)議流水線可靠數據傳輸協(xié)議流水線可靠數據傳輸協(xié)議回退回退N步協(xié)議步協(xié)議選擇重傳協(xié)議選擇重傳協(xié)議3.5 多路訪問協(xié)議多路訪問協(xié)議3.6 以太網以太網3.7 鏈路層交換機鏈路層交換機3.8 802.11無線局域網無線局域網3.9 小結小結64如何處理流水

30、線差錯？n使用流水線技術傳輸分組時，若出現接收方或網絡來不及處理這些分組情況，就會導致丟包。n當流水線差錯時，對所需序號窗口和緩沖的要求取決于數據傳輸協(xié)議處理丟失、損壞及時延過大分組的方式n恢復流水線差錯的兩種基本方法n回退回退N步步(Go-Back-N，GBN)n選擇重傳選擇重傳(Selective Repeat, SR)65nGBN協(xié)議在流水線傳輸的基礎上。通過發(fā)送窗口機制來限制發(fā)送方連續(xù)發(fā)送分組的個數。回退N步協(xié)議(Go-Back-N)66回退N步協(xié)議(Go-Back-N)發(fā)送方發(fā)送方:n在分組首部需要K比特序號，2k=N（序號循環(huán)使用）n“窗口”最大為N, 允許連續(xù)發(fā)送N個沒有應答分組

31、滑動窗口滑動窗口(流水線流水線)已確認已發(fā)送但未確認可用但未發(fā)送不可用窗口長度N發(fā)送基序號 下一個序號 67發(fā)送窗口機制 123456789101112(a) 發(fā)送方維持發(fā)送窗口（發(fā)送窗口是 5）發(fā)送窗口(b) 收到對第一個分組的確認后發(fā)送窗口向前滑動向前123456789101112發(fā)送窗口位于發(fā)送窗口的中的分組可位于發(fā)送窗口的中的分組可以連續(xù)發(fā)送出去，而不需要以連續(xù)發(fā)送出去，而不需要等待對方的確認信息等待對方的確認信息68GBN協(xié)議注意點n接收方按序根據滑動窗口的序號接收分組nGBN協(xié)議的接收窗口的長度為1n窗口中失序的分組將被丟棄（接收方除了丟棄失序分組外，還要對最近按序接收的分組進行確

32、認）n發(fā)送方采用超時機制來重傳出現丟失會差錯的分組n接收方可采用累積確認的方式69GBN協(xié)議例子n發(fā)送窗口為3，序號范圍為0，370第3章：內容提要3.1 鏈路層概述3.2 成幀3.3 差錯檢測和糾正技術3.4 設計可靠數據傳輸協(xié)議設計可靠數據傳輸協(xié)議流水線可靠數據傳輸協(xié)議流水線可靠數據傳輸協(xié)議回退回退N步協(xié)議步協(xié)議選擇重傳協(xié)議選擇重傳協(xié)議3.5 多路訪問協(xié)議多路訪問協(xié)議3.6 以太網以太網3.7 鏈路層交換機鏈路層交換機3.8 802.11無線局域網無線局域網3.9 小結小結71選擇性重傳(Selective Repeat)問題：GBN是否還能夠改善？(單一差錯可能導致大量不必要重傳)n接收

33、方可分別確認所有正確接收的報文段n緩存失序分組緩存失序分組, 以便最后按序交付給上層以便最后按序交付給上層n發(fā)送方只需要重傳沒有收到ACK的分組n發(fā)送方定時器對每個分組計時發(fā)送方定時器對每個分組計時n發(fā)送窗口nN個連續(xù)的序號個連續(xù)的序號n也需要限制已發(fā)送但尚未應答分組的序號也需要限制已發(fā)送但尚未應答分組的序號72選擇性重傳: 發(fā)送方/接收方窗口a. 發(fā)送方看到的序號b. 接收方看到的序號已經確認可用，還未發(fā)送發(fā)送，還未確認不可用可接受（窗口內） 失序(已緩存)但已被確認期待，還未收到不可用 窗口長度N窗口長度N發(fā)送基序號接收基序號下一個序號 73選擇性重傳算法上層傳來數據上層傳來數據 :r如果

34、窗口中下一個序號可用如果窗口中下一個序號可用, 發(fā)送報文段發(fā)送報文段timeout(n):r重傳丟失分組重傳丟失分組n, 重啟其計時重啟其計時器器ACK(n) 在在發(fā)送基,發(fā)送基+N:r標記分組標記分組 n 已經收到已經收到r如果如果n 是最小未收到應答的是最小未收到應答的分組，向前滑動窗口基指針分組，向前滑動窗口基指針到下一個未確認序號到下一個未確認序號發(fā)送方發(fā)送方分組分組n在在 接收基接收基,接收基接收基+N-1r發(fā)送發(fā)送 ACK(n)r失序失序: 緩存緩存r按序按序: 交付交付 (也交付所有緩存也交付所有緩存的按序分組的按序分組),向前滑動窗口到向前滑動窗口到下一個未收到報文段的序號下一

35、個未收到報文段的序號分組分組n在在接收基接收基-N,接收基接收基-1rACK(n)其他其他: r忽略接收到的分組忽略接收到的分組 接收方接收方74選擇重傳的例子75SR: 窗口長度問題（序號空間有限時）例子:n序號: 0, 1, 2, 3n窗口長度 = 3n接收方：在(a)和(b)兩種情況下，接收方沒有發(fā)現兩者間的差別!n在 (a)和(b)接收方無法區(qū)分接收到的分組是重傳的還是新的。問題: 序號長度與窗口長度有什么關系?回答：窗口長度小于等于序號空間的一半76可靠數據傳輸機制及用途小結機制機制用途和說明用途和說明檢驗和檢驗和用于檢測在一個傳輸分組中的用于檢測在一個傳輸分組中的比特比特錯誤。錯誤

36、。定時器定時器用于超時用于超時/重傳一個分組，可能因為該分組（或其重傳一個分組，可能因為該分組（或其ACK）在信道中丟失了。）在信道中丟失了。由于當一個分組被時延但未丟失（過早超時），或當一個分組已被接由于當一個分組被時延但未丟失（過早超時），或當一個分組已被接收方收到但從接收方到發(fā)送方的收方收到但從接收方到發(fā)送方的ACK丟失時，可能產生超時事件，所丟失時，可能產生超時事件，所以接收方可能會收到一個分組的多個冗余拷貝。以接收方可能會收到一個分組的多個冗余拷貝。序號序號用于為從發(fā)送方流向接收方的數據分組按順序編號。所接收分組的序號用于為從發(fā)送方流向接收方的數據分組按順序編號。所接收分組的序號間的

37、空隙可使該接收方檢測出丟失的分組。具有相同序號的分組可使間的空隙可使該接收方檢測出丟失的分組。具有相同序號的分組可使接收方檢測出一個分組的冗余拷貝。接收方檢測出一個分組的冗余拷貝。確認確認接收方用于告訴發(fā)送方一個分組或一組分組已被正確地接收到了。確認接收方用于告訴發(fā)送方一個分組或一組分組已被正確地接收到了。確認報文通常攜帶著被確認的分組或多個分組的序號。確認可以是逐個的報文通常攜帶著被確認的分組或多個分組的序號。確認可以是逐個的或累積的，這取決于協(xié)議?；蚶鄯e的，這取決于協(xié)議。否定確認否定確認接收方用于告訴發(fā)送方某個分組未被正確地接收。否定確認報文通常攜接收方用于告訴發(fā)送方某個分組未被正確地接收

38、。否定確認報文通常攜帶著未被正確接收的分組的序號。帶著未被正確接收的分組的序號。窗口、流水線窗口、流水線發(fā)送方也許被限制僅發(fā)送那些序號落在一個指定范圍內的分組。通過允發(fā)送方也許被限制僅發(fā)送那些序號落在一個指定范圍內的分組。通過允許一次發(fā)送多個分組但未被確認，發(fā)送方的利用率可在停等操作模式許一次發(fā)送多個分組但未被確認，發(fā)送方的利用率可在停等操作模式的基礎上得到增加。窗口長度可根據接收方接收和緩存報文的能力或的基礎上得到增加。窗口長度可根據接收方接收和緩存報文的能力或網絡中的擁塞程度，或兩者情況來進行設置。網絡中的擁塞程度，或兩者情況來進行設置。77第3章：內容提要3.1 鏈路層概述3.2 成幀3

39、.3 差錯檢測和糾正技術3.4 可靠數據傳輸原理3.5 信道劃分協(xié)議信道劃分協(xié)議輪流協(xié)議輪流協(xié)議隨機接入協(xié)議隨機接入協(xié)議3.6 以太網以太網3.7 鏈路層交換機鏈路層交換機3.8 802.11無線局域網無線局域網3.9 小結小結78多路訪問(multiple access)鏈路和協(xié)議多路訪問多路訪問n多個發(fā)送/接收結點同時使用廣播信道，如何協(xié)調它們共享一個信道n局域網局域網環(huán)境，密集端系統(tǒng)通常使用多路訪問方式應用場景：應用場景：信道資源緊缺，大量端系統(tǒng)信道資源緊缺，大量端系統(tǒng)或者頻繁或者頻繁訪問網絡，或者訪問網絡，或者以較小概率訪問網絡以較小概率訪問網絡79多路訪問協(xié)議：n共享單一廣播信道n兩

40、個或更多結點并行傳輸相互干擾n碰撞：碰撞：如果結點同時接收到兩個或更多信號如果結點同時接收到兩個或更多信號多路訪問協(xié)議n決定結點怎樣共享信道的分布式算法，如：決定何時結點能夠傳輸？出現碰撞時如何解決？n共享信道的通信必須使用信道本身! n不能用帶外信道來協(xié)調不能用帶外信道來協(xié)調80理想的多路訪問協(xié)議速率R bps的廣播信道1. 當只有一個結點時，能夠以速率R發(fā)送2. 當有M個結點時，每個能以平均速率R/M發(fā)送3. 分布式:n無特殊結點來協(xié)調傳輸無特殊結點來協(xié)調傳輸n無同步時鐘、時隙無同步時鐘、時隙4. 簡單81多路訪問協(xié)議: 分類有3種類型:n信道劃分n將信道劃分為較小的將信道劃分為較小的“段

41、段” (時隙，頻率，編碼時隙，頻率，編碼)n為每個結點分配一部分專用為每個結點分配一部分專用n輪流n結點輪流，信息較多的輪流發(fā)送的時間較長結點輪流，信息較多的輪流發(fā)送的時間較長n隨機訪問n不劃分信道，允許碰撞不劃分信道，允許碰撞n設法從設法從“碰撞碰撞”恢復恢復問題：問題：協(xié)議應用協(xié)議應用場景不同場景不同，設計，設計協(xié)議的協(xié)議的方法方法是否有所不同？是否有所不同？82信道劃分協(xié)議: TDMATDMA: 時分多路訪問 n“循環(huán)”訪問信道n每個站點在每個循環(huán)中獲得固定長度時隙(長度=分組傳輸時間)n不使用的時隙則空閑n例子：6個站點的LAN, 時隙1、3、4 有分組, 時隙2、5、6 空閑(浪費)

42、83信道劃分協(xié)議: FDMAFDMA: 頻分多路訪問 n信道頻譜劃分為頻帶n每個站點分配固定的頻帶n頻帶中未使用的傳輸時間空閑n例子： 6個站點的LAN, 頻帶1、3、4 有分組, 頻帶2、5、6 空閑(浪費)84FDM和TDM特點n消除了碰撞且公平n結點在每個幀時間內得到了專用的傳輸速率結點在每個幀時間內得到了專用的傳輸速率R/N bpsn若系統(tǒng)僅有少數幾個有大量分組要發(fā)送的結點n分配的頻率或時隙被浪費分配的頻率或時隙被浪費n適合場合n所有結點都持續(xù)有大量數據發(fā)送所有結點都持續(xù)有大量數據發(fā)送nCDMA是另一種信道劃分協(xié)議n2.3.2節(jié)85第3章：內容提要3.1 鏈路層概述3.2 成幀3.3

43、差錯檢測和糾正技術3.4 可靠數據傳輸原理3.5 信道劃分協(xié)議輪流協(xié)議輪流協(xié)議隨機接入協(xié)議隨機接入協(xié)議3.6 以太網以太網3.7 鏈路層交換機鏈路層交換機3.8 802.11無線局域網無線局域網3.9 小結小結86兩種輪流協(xié)議輪詢(有中心): n主結點“邀請”從結點依次傳輸n關注問題:n輪詢開銷n時延n單點故障(主結點)令牌傳遞令牌傳遞(無中心無中心):控制令牌從一個結點順序地傳控制令牌從一個結點順序地傳遞到下一個遞到下一個令牌報文令牌報文關注問題關注問題: 令牌開銷令牌開銷 時延時延單點故障單點故障(令牌消失令牌消失) 適用于適用于希望共享信道但希望共享信道但卻無法預測訪問結點的卻無法預測訪

44、問結點的數量的場景數量的場景87第3章：內容提要3.1 鏈路層概述3.2 成幀3.3 差錯檢測和糾正技術3.4 可靠數據傳輸原理3.5 信道劃分協(xié)議輪流協(xié)議隨機接入協(xié)議隨機接入協(xié)議3.6 以太網以太網3.7 鏈路層交換機鏈路層交換機3.8 802.11無線局域網無線局域網3.9 小結小結88隨機訪問協(xié)議n大量結點大量結點以小概率以小概率發(fā)送分組發(fā)送分組n以信道全部速率以信道全部速率R傳輸傳輸n結點間無優(yōu)先權協(xié)調結點間無優(yōu)先權協(xié)調n兩個或更多傳輸結點發(fā)送兩個或更多傳輸結點發(fā)送 “碰撞碰撞”(小概率小概率)n隨機訪問協(xié)議隨機訪問協(xié)議定義了定義了: n如何檢測碰撞如何檢測碰撞n如何從碰撞中恢復如何從

45、碰撞中恢復 (例如，經延遲后重新傳輸例如，經延遲后重新傳輸)n隨機訪問協(xié)議的實例隨機訪問協(xié)議的實例:nALOHAn時隙時隙ALOHAnCSMA, CSMA/CD, CSMA/CA89ALOHA協(xié)議 一種用于解決在分組無線通信系統(tǒng)中分配廣播信道的分布式方法假定n所有幀有相同長度n結點隨時傳輸幀n結點是異步的n如果2+結點同時傳輸，所有結點檢測碰撞操作n當結點獲得新幀，將隨時傳輸n無碰撞，結點能夠繼續(xù)發(fā)送新幀n如果碰撞，結點能夠檢測到，以概率P重傳幀90時隙ALOHA特點n單個活躍結點能夠連續(xù)地以信道的全速傳輸n結點中的時隙需要同步n簡單n碰撞，浪費時隙n空閑時隙n結點能以小于傳輸分組的時間檢測到

46、碰撞n節(jié)點時鐘同步困難91在時隙在時隙ALOHA協(xié)議和純協(xié)議和純ALOHA協(xié)議中協(xié)議中,一個一個結點的成功傳輸取決于連接在這個廣播信道結點的成功傳輸取決于連接在這個廣播信道上的其他結點的活動。上的其他結點的活動。由于無線信道的特點，傳輸結點有時無法得由于無線信道的特點，傳輸結點有時無法得知其他結點的活動情況。知其他結點的活動情況。有線局域網中就不一樣了。有線局域網中就不一樣了。92CSMA(載波偵聽多路訪問)CSMA: 工作原理：發(fā)送前監(jiān)聽。每個站點在發(fā)送數據之前要監(jiān)聽信道上是否有數據在傳送。若有，則此站不能發(fā)送，以免發(fā)生碰撞，需等待一段時間后重試。n人類類比： 不要打斷他人說話! 避免兩人同

47、時講話!nCSMA用于有線，ALOHA用于無線93CSMA：載波監(jiān)聽多點訪問載波監(jiān)聽策略：載波監(jiān)聽策略：非堅持非堅持CSMA：一旦監(jiān)聽到信道忙，就不再監(jiān)聽；延遲一：一旦監(jiān)聽到信道忙，就不再監(jiān)聽；延遲一個隨機時間后再次監(jiān)聽。個隨機時間后再次監(jiān)聽。堅持堅持CSMA：監(jiān)聽到信道忙時，仍繼續(xù)監(jiān)聽，直到信道空：監(jiān)聽到信道忙時，仍繼續(xù)監(jiān)聽，直到信道空閑。閑。 1-堅持堅持CSMA：一聽到信道空閑就立即發(fā)送數據：一聽到信道空閑就立即發(fā)送數據 p-堅持堅持CSMA：聽到信道空閑時，以概率：聽到信道空閑時，以概率p發(fā)送數據（發(fā)送數據（以概率以概率1-p延遲一段時間后再發(fā)送）延遲一段時間后再發(fā)送）94CSMA：載

48、波監(jiān)聽多點訪問nCSMA技術能解決技術能解決發(fā)送時發(fā)送時出現的沖突現象出現的沖突現象n幀在發(fā)送過程中有可能出現幀在發(fā)送過程中有可能出現“碰撞碰撞”nCSMA技術不能解決技術不能解決發(fā)送中發(fā)送中出現的沖突現象出現的沖突現象 95問題： 既然發(fā)送前已經監(jiān)聽到信道空閑， 為什么發(fā)送時還要繼續(xù)監(jiān)聽信道？96電磁波在總線上的有限傳播速率的影響 n當某個站監(jiān)聽到總線是空閑時，也可能總線并非真正是空閑的。 nA 向 B 發(fā)出的信息，要經過一定的時間后才能傳送到 B。nB 若在 A 發(fā)送的信息到達 B 之前發(fā)送自己的幀(因為這時 B 的載波監(jiān)聽檢測不到 A 所發(fā)送的信息)，則必然要在某個時間和 A 發(fā)送的幀發(fā)

49、生碰撞。n碰撞的結果是兩個幀都變得無用。 97CSMA碰撞碰撞碰撞:整個分組傳輸時間被浪費整個分組傳輸時間被浪費產生碰撞的分組變得無用產生碰撞的分組變得無用注意注意:距離與傳播時延在決定碰撞概率中的作用距離與傳播時延在決定碰撞概率中的作用98CSMA/CD (碰撞檢測)CSMA/CD: 傳送過程中也進行載波偵聽傳送過程中也進行載波偵聽n在短時間內檢測到碰撞在短時間內檢測到碰撞n碰撞的傳輸盡快結束，以減少信道浪費碰撞的傳輸盡快結束，以減少信道浪費n碰撞檢測碰撞檢測: n在有線的在有線的LAN中容易中容易: 測量信號強度，比較傳輸的和接測量信號強度，比較傳輸的和接收的信號收的信號n在無線在無線LA

50、N中困難：碰撞可能聽不到中困難：碰撞可能聽不到n人類類比人類類比: 禮貌的交談者禮貌的交談者 問題：問題：能否進一步提高能否進一步提高CSMA效率效率？99CSMA/CD的基本工作原理工作原理：工作原理：每個站發(fā)送數據前每個站發(fā)送數據前先監(jiān)聽信道先監(jiān)聽信道是否是否空閑，若空閑則立即發(fā)送數據。在發(fā)送時，空閑，若空閑則立即發(fā)送數據。在發(fā)送時，邊邊發(fā)送邊檢測發(fā)送邊檢測。若檢測到沖突，則立即停止發(fā)送。若檢測到沖突，則立即停止發(fā)送。等待一段隨機時間（稱為退避）以后，再重新等待一段隨機時間（稱為退避）以后，再重新嘗試。嘗試。 CSMA/CD可歸結為四句話：可歸結為四句話： 發(fā)前先監(jiān)聽發(fā)前先監(jiān)聽 空閑即發(fā)送

51、空閑即發(fā)送 邊發(fā)邊檢測邊發(fā)邊檢測 沖突時退避沖突時退避1001 kmABt碰撞t = 2 A 檢測到發(fā)生碰撞 t = B 發(fā)送數據B 檢測到發(fā)生碰撞 t = t = 0單程端到端傳播時延記為 1011 kmABt碰撞t = B 檢測到信道空閑發(fā)送數據t = / 2發(fā)生碰撞t = 2 A 檢測到發(fā)生碰撞 t = B 發(fā)送數據B 檢測到發(fā)生碰撞 t = ABABAB t = 0 A 檢測到信道空閑發(fā)送數據ABt = 0t = B 檢測到發(fā)生碰撞停止發(fā)送STOPt = 2 A 檢測到發(fā)生碰撞STOPAB單程端到端傳播時延記為 102強化碰撞 n當發(fā)送數據的站一旦發(fā)現發(fā)生了碰撞時，除了立即停止發(fā)送數據

52、外，還要再繼續(xù)發(fā)送若干比特的阻塞信號(jamming signal)，以便讓所有用戶都知道現在已經發(fā)生了碰撞。 103數據幀干擾信號 TJ阻塞信號 ABTBt B 發(fā)送數據A 檢測到沖突開始沖突信道占用時間A 發(fā)送數據B 也能夠檢測到沖突，并立即停止發(fā)送數據幀，接著就發(fā)送干擾信號。這里為了簡單起見，只畫出 A 發(fā)送干擾信號的情況。104多路訪問協(xié)議比較信道劃分協(xié)議信道劃分協(xié)議n在高負載時高效、公平地共享信道在高負載時高效、公平地共享信道n低負載時低效：信道訪問中延時，當低負載時低效：信道訪問中延時，當1個活躍結點時，個活躍結點時，甚至僅有分配了甚至僅有分配了 1/N 帶寬帶寬! 隨機訪問協(xié)議隨

53、機訪問協(xié)議n低負載是有效：單個結點能夠全面利用信道低負載是有效：單個結點能夠全面利用信道n高負載：碰撞開銷大高負載：碰撞開銷大輪流協(xié)議輪流協(xié)議兼有兩方面的優(yōu)點兼有兩方面的優(yōu)點!105多路訪問協(xié)議小結問題：對共享媒體你需要做些什么問題：對共享媒體你需要做些什么?n信道劃分信道劃分, 通過時間、頻率或編碼通過時間、頻率或編碼n時分時分, 頻分頻分n輪流輪流n從中心站點輪詢，令牌傳遞從中心站點輪詢，令牌傳遞n隨機劃分隨機劃分 (動態(tài)的動態(tài)的), nALOHA, S-ALOHA, CSMA, CSMA/CDn載波偵聽載波偵聽: 在某些技術在某些技術(有線有線)中容易，在另一些中容易，在另一些(無線無線

54、)中困難中困難nCSMA/CD 用在以太網中用在以太網中nCSMA/CA 用在用在 802.11中中106第3章：內容提要3.1 鏈路層概述3.2 成幀3.3 差錯檢測和糾正技術3.4 可靠數據傳輸原理3.5 多路訪問協(xié)議3.6 以太網以太網MAC地址地址CSMA/CD以太網技術標準以太網技術標準3.7 鏈路層交換機鏈路層交換機3.8 802.11無線局域網無線局域網3.9 小結小結107以太網(Ethernet)以太網占統(tǒng)治地位的有線LAN技術n來自20世紀70年代在20世紀80年代和90年代早期，流行的局域網技術主要有兩類：一類以太網局域網，它基于隨機接入協(xié)議；另一類令牌傳遞技術局域網，它

55、基于令牌傳遞協(xié)議。108以太網(Ethernet)占統(tǒng)治地位的有線LAN技術（簡單者生存）： n率先廣泛使用的LAN技術n100Mbs網卡低于$10!n比令牌LAN和ATM等更簡單、便宜n在速率競賽中取勝: 10 Mbps 10 Gbps Metcalfe的以太網草的以太網草圖圖109從總線拓撲到星型拓撲n到20世紀90年代，總線拓撲流行n使用總線拓撲的以太網是一種廣播局域網總線：同軸電纜總線：同軸電纜110從總線拓撲到星型拓撲n到20世紀90年代后期，集線器出現n使以太網在物理上呈星型拓撲結構，而邏輯上讓保持為總線結構，提高了以太網的可靠性n集線器是一種物理層設備，它作用于各個比特而不是作用

56、于幀n如果集線器同時從兩個不同的接口接收到比特，將出現一次碰撞，必須重新傳輸它們。111從總線拓撲到星型拓撲n交換機的出現使以太網升級為交換以太網n交換以太網不僅是無碰撞的，還是存儲轉發(fā)的n中心為交換機（二層設備）中心為交換機（二層設備）交換機星形112MAC地址n點對點鏈路：n廣播鏈路：n多個結點之間為了進行通信，每個結點都必須多個結點之間為了進行通信，每個結點都必須具有唯一的標識。即具有唯一的標識。即鏈路層地址鏈路層地址。113MAC地址n以太網工作在數據鏈路層，以太網適配器具有唯一的鏈路層地址。nLAN地址地址=物理地址物理地址=MAC地址地址，通常用6字節(jié)16進制表示n如1a-03-6

57、5-3F-2e-46n共有248個LAN地址nIEEE地址分配方式：固定前24 bit，公司生成后24 bit，每個適配器具有唯一MAC地址n適配器的MAC地址具有扁平(沒有層次)結構，且保持不變114MAC地址n與MAC地址形成對照的是，IP地址（網絡層地址）是有層次結構的，且當主機移動時，IP地址通常需要改變nMAC地址身份證號nIP地址郵政地址n就像郵政地址和身份證號都有特定用途一樣，一個結點必須同時具有MAC地址和IP地址115網卡檢查 MAC 地址 n網卡從網絡上每收到一個 數據幀就首先用硬件檢查 該數據幀中的 MAC 地址。n如果是發(fā)往本站的幀則收下，然后再進行其他的處理。n否則就

58、將此幀丟棄，不再進行其他的處理。n“發(fā)往本站的幀”包括以下三種幀： n單播(unicast)幀（一對一）n廣播(broadcast)幀（一對全體）n多播(multicast)幀（一對多）116以太網幀結構發(fā)送端適配器在以太網幀中封裝上層數據如：IP數據報。117v以太網幀結構MAC 幀幀物理層物理層MAC 層層IP 層層以太網以太網 V2 MAC 幀幀目的地址目的地址源地址源地址類型類型數數 據據FCS6624字節(jié)字節(jié)46 1500IP 數據報數據報10101010101010 10101010101010101011前同步碼前同步碼幀開始幀開始定界符定界符7 字節(jié)字節(jié)1 字節(jié)字節(jié)8 字節(jié)字節(jié)

59、插入插入前導碼:為了達到為了達到比特同步比特同步，需增加，需增加 8 個字節(jié)，其中，第一個字節(jié)，其中，第一個字段共個字段共 7 個字節(jié)，是前同步碼，用來迅速實現個字節(jié)，是前同步碼，用來迅速實現 MAC 幀的比幀的比特同步。第二個字段是幀開始定界符，表示后面的信息就是特同步。第二個字段是幀開始定界符，表示后面的信息就是MAC 幀。幀。118v以太網幀結構MAC 幀幀物理層物理層MAC 層層IP 層層以太網以太網 V2 MAC 幀幀目的地址目的地址源地址源地址類型類型數數 據據FCS6624字節(jié)字節(jié)46 1500IP 數據報數據報目的地址字段目的地址字段 6 字節(jié)字節(jié)源地址字段源地址字段 6 字節(jié)

60、字節(jié)119v以太網幀結構MAC 幀幀物理層物理層MAC 層層IP 層層以太網以太網 V2 MAC 幀幀目的地址目的地址源地址源地址類型類型數數 據據FCS6624字節(jié)字節(jié)46 1500IP 數據報數據報類型字段類型字段 2 字節(jié)字節(jié) 類型字段用來標志類型字段用來標志上一層上一層使用的是什么協(xié)議，以便使用的是什么協(xié)議，以便把收到的把收到的 MAC 幀的數據上交給上一層的這個協(xié)議。幀的數據上交給上一層的這個協(xié)議。 120v以太網幀結構MAC 幀幀物理層物理層MAC 層層IP 層層以太網以太網 V2 MAC 幀幀目的地址目的地址源地址源地址類型類型數數 據據FCS6624字節(jié)字節(jié)46 1500IP 數據報數