计算机网络第三讲 数据链路层

计算机网络第三讲 数据链路层

第一节：数据链路层功能

1. 概述

2. 数据链路层的功能

1. 封装成帧

   

   

   

2. 透明传输

   

   

3. 差错控制

   

   

   

   

   

   实现无比特差错

   不是可靠传输

   丢失，乱序，重复无法解决

第二节：数据链路层流量控制

1. 停止等待协议 Stop and Wait

   

   网络利用率

   \[1. 发送数据时间 t_1 \qquad传播时间 \frac{1}{2}RTT=t_2 \\ 确认数据时间t_3 \qquad 传回来 \frac{1}{2}RTT \\ \; \\ 2. 利用率 = \frac{发数据时间}{从开始发数据到确认帧完全到来时间}= \frac{t_1}{t_1 + \frac{1}{2}RTT + t_3 + \frac{1}{2}RTT} = \frac{t_1}{t_1+t_3+RTT} \]
   • 确认帧忽略 \(t_3=0\)
   • 等长确认帧 \(t_1=t_3\)

2. 后退N帧滑动窗口协议 GO Back N（GBN）

   

   连续发送；累计确认

   例如：发送012345，当4确认了前面的也确认了

   哪里出错，从哪开始传

   例如：发送012345，2出错则等待接收2收不到，就算345来了也收不了，就得从2开始重传

   

   

   网络好->用GBN

   

   • 忽略确认帧\(t_2=0\)
   • 等长确认帧\(t_2=t_1\)

3. 选择重传滑动窗口协议 Selective Repeat

   连续发送，无累计确认（选择确认）

   哪里出错，传哪里（错哪个传哪个）

   

   

   

   

4. 窗口大小讨论

   

5. 利用率的讨论

   

6. 带宽讨论

   当达到最大利用率就达到最大带宽

   \[\frac{wL}{t_1+t_2+RTT} \]

7. 小结

   

第三节：数据链路层的介质访问控制

1. 介质访问控制方法

2. 信道划分介质访问控制

1. 频分复用FDMA

   

2. 时分复用TDMA

   

   

3. 波分复用WDMA

   

4. 码分复用CDMA

   
   
   
   

3. 随机访问介质控制

1. ALOHA协议

   

2. 载波侦听多路访问协议（CSMA）

   

   

   

3. CSMA/CD

   

   

   冲突停发

   

   

   1.双方同时发，在中间碰撞，各自返回报错，同时到达停止发送：即RTT

   2.一早一晚发送，晚发送的先回传停止，但早发送的回传需要时间，等早的停止已经用时2RTT

   争用期

   

   随机重发

   

   

   

   

4. 轮询访问介质访问控制

   

   

   

5. 小结

   

   CSMA/CA是无线传输

第四节：局域网的数据链路层

1. 概念

2. 局域网的主要技术要素

3.局域网的标准

1. 以太网

   

   

   

   

   

   

   

   

4. 以太网MAC层

5. 以太网帧的格式

目的地址：约定去哪里

源地址：谁发的

类型字段

数据字段

只要不对，都丢弃

校验字段

6. 小结

第五节：广域网的数据链路层

1. 概念

2. PPP协议

帧格式

透明传输问题

字符填充

1. 第一阶段建立链路

   

   

   

2. 第二阶段验证

   

3. 第三阶段网络控制协商

   

4. 第四阶段终止PPP链路

   

5. 特点

   

3. 小结

第六节：数据链路层设备

两个基本概念

1. 物理层设备-中继器

物理上是一个星形网络，但逻辑上还是一个总线网络

因为中继器仅将数据进行转发

2. 集线器

网桥内部结构

3. 透明网桥

4. 源路由网桥

5. 网桥好处

6. 网桥缺点

7. 多端口网桥-以太网交换机

由整个集线器组成的网络是一个冲突域

由整个交换机组成的网络是一个广播域

交换机的每一个端口是一个冲突域

路由器及第三层设备各个端口就是广播域

8. 以太网交换机的工作模式

9. 设备带宽的讨论

10. 小结

第七节：虚拟局域网VLAN