第5章鏈路層和局域網(wǎng)

數(shù)據(jù)鏈路差錯(cuò)檢測(cè)和糾錯(cuò)多 協(xié)鏈路層以太互聯(lián)PPP：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)年月 ..術(shù)數(shù)據(jù)鏈路層的主要年月 數(shù)據(jù)鏈路層的簡(jiǎn)單主機(jī)H1向H2發(fā)送

路由器路由器 局域 廣域

路由器

年月 數(shù)據(jù)鏈路層的簡(jiǎn)單主機(jī)H1向H2發(fā)送數(shù)

路由器路由器

路由器

層年月年月

層理理 年月 鏈路層提供的幀頭部用MAC地址標(biāo)識(shí)源和目的（不同于IP地址很少用于誤碼率低的鏈路（光纖、雙絞線鏈路用于誤碼率高的鏈路（無(wú)線鏈路年年月 ..鏈路層提供的年月 ..適配器查找錯(cuò)誤,可靠交付年月 差錯(cuò)檢差錯(cuò)檢D’D’中的所特正確檢測(cè)到差d數(shù)據(jù)比易出現(xiàn)比特差錯(cuò)的EDCErrorDetectionandCorrectionbits 年月

二維奇偶校驗(yàn)

行校d d列列校校校驗(yàn)無(wú)差無(wú)差校驗(yàn)可糾正單比特差年月 因特網(wǎng)檢將數(shù)據(jù)段的內(nèi)容作為16比特的整數(shù)序校驗(yàn)和累加求和，計(jì)算和的1發(fā) 得到的校驗(yàn)和值放入PDU校驗(yàn)和字檢查計(jì)算出的校驗(yàn)和與校驗(yàn)和字段中的值是否相同NOYES年月 循循環(huán)冗d選擇r＋1比特模式(生成多項(xiàng)式)，表示為目標(biāo)：選擇r個(gè)CRC比特，R，以接收方已知G，用G去除<D,R，若余數(shù)非0，則檢測(cè)到 數(shù)學(xué)公年月數(shù)學(xué)公 D*2rXORR=D*2r=nGXOR即年月 多 協(xié)兩種鏈802.11無(wú)線年月 多 協(xié)廣播鏈路的多 協(xié)年月 多 協(xié)理想的多 協(xié)議需滿足假定：信道為速率為Rb/s年月 多 協(xié)多 協(xié)議分將信道劃分成小的“片”（時(shí)隙、頻率、編碼隨 年月 多 協(xié)信道劃分協(xié)TDMA(TimeDivisionMultiple 例如：6-LAN時(shí)隙1,3,4有數(shù)據(jù)發(fā)送2,5,6的年月 多 協(xié)統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用用aa統(tǒng)計(jì)aa ①adccbba tadccbba tcc tcc

d④d 3STDM年月 多 協(xié)信道劃分協(xié)FDMA(FrequenceDivisionMultiple年月 多 協(xié)隨 協(xié)隨 協(xié)議解 協(xié)議例CSMA,CSMA/CD,年月 多 協(xié)ALOHA乃AdditiveLinkOn-LineHAwaiisystem簡(jiǎn)寫，ALOHA恰好因群島位置的散為節(jié)省費(fèi)用和易于組由于采用無(wú)線電信道，考慮到無(wú)法申 的頻率點(diǎn)，因而所有點(diǎn)都使用統(tǒng)一的頻率站 站 站n- 站

總線信 接ALOHA系統(tǒng)的一般模 多 協(xié)純1站1發(fā)送成功1

沖 重站站N站1

沖 重352沖 重3524發(fā)送成功4

6再重發(fā)6t7發(fā)送成功7tt7tT

純ALOHA系統(tǒng)的工作原理 多 協(xié)純ALOHA的工作P(給定節(jié)點(diǎn)成功概率P(給定節(jié)點(diǎn)傳送.(1-p)N-1.(1-p)N-=p.(1-p)2(N-…選擇最合適p,n趨于無(wú)窮，取極限=1/(2e)= 多 協(xié)時(shí)隙重幀到

幀到幀到 幀到年月 多 協(xié)時(shí)隙ALOHA的工作效P(給定節(jié)點(diǎn)成功概率P(給定節(jié)點(diǎn)傳送=p.(1-p)N-選擇最合適p,n趨于無(wú)窮，取極限=1/e=年月 多 協(xié)CSMA(CarrierSenseMultiple為人處事的規(guī)則之一不要打斷別人的發(fā)言年月 .多址CSMA分一旦到信道忙（即發(fā)現(xiàn)有其他站在發(fā)送數(shù)據(jù)），就不后重新再。若進(jìn)行載波時(shí)發(fā)現(xiàn)信道空閑，則將準(zhǔn)年月 .多址CSMA分1堅(jiān)持到信道空閑時(shí)，便將數(shù)據(jù)送出。若發(fā)生，站點(diǎn)就等待P堅(jiān)持 年月 多 協(xié)CSMA比1堅(jiān)持：容易在上述這段時(shí)間產(chǎn)生。年月 多 協(xié)在無(wú)線LANs中比 :傳輸 是關(guān)閉年月 t= AA檢測(cè)到發(fā)生

1

Bt=t=t=碰t=2碰

B檢測(cè)到發(fā)生碰

年月 t= AA檢測(cè)到發(fā)生t=2發(fā)送發(fā)送

1碰碰B檢測(cè)到發(fā)生碰

Bt=t=t=AA信道ABt=B檢測(cè)到信道空發(fā)送ABt=2AB檢測(cè)到發(fā)生碰停止A日B發(fā)ABABABt=/AB發(fā)生t= 多 協(xié)信號(hào)(jammingsignal)，以便讓所有用戶都知道現(xiàn)在年月 A發(fā)送數(shù) B發(fā)送數(shù) 開 A檢 占用 間 B也能夠檢測(cè)到，并立即停止發(fā)送數(shù)據(jù)幀，接著就發(fā)送干擾信號(hào)。這里為了簡(jiǎn)單起見，只畫出A發(fā)送干擾信號(hào)的情年月 多 協(xié)2（兩倍的端到端往返時(shí)延）就可知道發(fā)送的數(shù)據(jù) 年月 在重負(fù)荷下在重負(fù)荷下 多 協(xié)輪流協(xié) 隨 協(xié) 多 協(xié)關(guān)注:輪詢開銷、等待時(shí)間、單點(diǎn)失效(主節(jié)點(diǎn)年月 多 協(xié)對(duì)于共享介質(zhì)能做什么ALOHA,S-ALOHA,CSMA,載波偵聽:有線“易行”、無(wú)線 CSMA/CD年年月 .MAC.MAC地前24bit由IEEE分配管理——OUI后24bit由廠商自行分年月 MAC地址在不同的網(wǎng)絡(luò)間遷移時(shí)，不會(huì)改年月 .地址解析協(xié)議根據(jù)目.地址解析協(xié)議年月 ..主機(jī)主機(jī)主機(jī)主機(jī)主機(jī)廣 建立ARP請(qǐng)求 目 目 02-60-8C-01-02-03197.15.22.126

年月 目 02-60-8C-01-02-0308-00-02-89-90-

目 197.15.22.33

.目的.目的197.15.22.126接收到該ARP請(qǐng)求包自己MAC地址的ARP應(yīng)答包（請(qǐng)注意，應(yīng)答包址是我的MAC址是197.15.22.33更新ARP高速緩年月 知道主機(jī)209.0.0.6的硬件地主機(jī)A我是知道主機(jī)209.0.0.6的硬件地主機(jī)AARP請(qǐng)ARPARP請(qǐng)ARP請(qǐng) A

ARP請(qǐng) BB向A

我是硬件地址是08-00-2B-00-EE- A

B 00-C0-15-AD-

08-00-2B-00-EE- ..廣路由 路由路由 路由 主 主..主機(jī)主機(jī)路由器路由器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)12路由器 目標(biāo)MAC地址目標(biāo)IP 路由器 ..以太網(wǎng)20世紀(jì)70年代由BobMatcalfe和DavidBoggs 以太網(wǎng)匹配電阻（用來(lái)吸收總線 的信號(hào) 匹配電B發(fā)送的數(shù)只B發(fā)送的數(shù)A不接

B向發(fā)送

接接 .以.以太網(wǎng)的幀 類前同目的址數(shù)..地址6 目的前同步 目的前同步 源址類數(shù)..以太網(wǎng)提供的若應(yīng)用使用TCP，間隙會(huì)被填 以太網(wǎng)使用的即它中止自己的傳輸即機(jī) 適配器在等待K?512比特時(shí)間后，返回第2步....目的:適配器重傳時(shí)試圖估計(jì)正確的負(fù)重載第一次碰撞{0,1}中選擇KK?512第二次碰撞后{0,1,23}中選擇第十次碰撞后從012341023中選擇.. 51.2s10Mb/s以太網(wǎng)，在爭(zhēng)用期內(nèi)可發(fā)送5126464字節(jié)的幀都是由 而異常中止的無(wú)效幀 傳統(tǒng)以太網(wǎng)的物理以太以太接入粗細(xì)粗細(xì)雙絞10BASE-光10BASE- 10BaseTand10、100代表速T代表雙絞線（Twisted節(jié)點(diǎn)連接到集線器“星形拓?fù)洹痹诠?jié)點(diǎn)和集線器之間的最大距離為100米twisted 粗同軸電纜，可靠性好 能力收發(fā)器:發(fā)送/接收 檢測(cè),電AUI連接件單元接

Vampire總線型用于網(wǎng)絡(luò)骨干

AUI兩站點(diǎn)間最小距2.5

網(wǎng)絡(luò)最大2.8 細(xì)同軸電纜，可靠性稍總線型用

BNC 信號(hào)編曼 01010011010

01010011010差分曼..集線..吉比特以共享信道時(shí)使用CSMA/CD為了得到可接受的?現(xiàn)在已經(jīng)達(dá)到10?現(xiàn)在已經(jīng)達(dá)到10Gbps..集線器（或轉(zhuǎn)發(fā)器）互不能將10BaseT100BaseT 網(wǎng)橋互 221 221111122 軟

端口 端口端口網(wǎng)段

網(wǎng)段

MAC1MAC2 MAC4MAC5 不 各端口是否有信收到無(wú)差錯(cuò)的幀則緩存，反之將差錯(cuò)幀網(wǎng)橋不轉(zhuǎn)發(fā)同一網(wǎng)段內(nèi)通信網(wǎng)橋不修改所轉(zhuǎn)發(fā)的幀的源 過(guò)濾通擴(kuò)大了局域網(wǎng)的物理提高了可 由于要接收和轉(zhuǎn)發(fā)，不太大的局域網(wǎng)，否則有時(shí)會(huì)因過(guò)多廣播信息而 件 ①?gòu)亩丝趚收到幀，有差錯(cuò)則丟棄，否則在站表中查找目的站MAC地址②找到有，則取出相應(yīng)的端口d③如果所給MAC地址的端口d=x，則丟棄此幀（不需要轉(zhuǎn)發(fā)）口d轉(zhuǎn)發(fā)此到⑤向網(wǎng)橋除x以外的所有端口轉(zhuǎn)發(fā)此幀（可保證找到目的站⑥如源站不在站表中，則將源站MAC地址寫入站表的 和時(shí)間，設(shè)置計(jì)時(shí)器，然后轉(zhuǎn)⑧。否則轉(zhuǎn)⑦更新計(jì)時(shí)器（由于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣?jīng)常變化，因此，超時(shí)記錄要?jiǎng)h除，以 網(wǎng)橋1轉(zhuǎn)發(fā)的

網(wǎng)橋2轉(zhuǎn)發(fā)的

網(wǎng)橋②F②F 以太網(wǎng)交換機(jī)——多端以太網(wǎng)交換機(jī)——多端口網(wǎng) 直通交換 的、10/100/1000Mbps接口的結(jié) 以太網(wǎng)交換機(jī)vs路由兩者都 轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)路由 交換 交換表，實(shí)現(xiàn)MAC地址過(guò)濾、學(xué)習(xí)算 集線vs以太網(wǎng)交換vs無(wú)有有有無(wú)有無(wú)有無(wú)有無(wú)有5.7PPP點(diǎn)到點(diǎn)數(shù)據(jù)鏈路控沒(méi) 控PPP(point-to-pointHDLC:Highleveldatalinkcontrol(數(shù)據(jù)鏈路被認(rèn)為 5.7PPPPPP設(shè)計(jì)要求[RFC網(wǎng)絡(luò)層地址協(xié)商端點(diǎn)能獲知/配置相互通信的5.75.7PPPPPP不要求實(shí)錯(cuò)誤恢復(fù)，流量控制，數(shù)據(jù)