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數(shù)據(jù)鏈路層:
OSI 數(shù)據(jù)鏈路層的功能是:使網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)包做好傳輸準備以及控制對物理介質(zhì)的訪問。 數(shù)據(jù)鏈路層執(zhí)行以下兩種基本服務(wù): 1) 允許上層使用成幀之類的各種技術(shù)訪問介質(zhì) 2) 控制如何使用介質(zhì)訪問控制和錯誤檢測之類的各種技術(shù)將數(shù)據(jù)放置到介質(zhì)上, 以及從介質(zhì)接收數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)鏈路層的術(shù)語: l 幀 — 數(shù)據(jù)鏈路層 PDU l 節(jié)點 — 在第 2 層對連接到公共介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的稱謂 l 媒體/介質(zhì)(物理) — 用于在兩個節(jié)點之間傳輸信息的物理手段 l 網(wǎng)絡(luò)(物理) — 連接到公共介質(zhì)的兩個或多個節(jié)點 數(shù)據(jù)鏈路層的作用就是:根據(jù)物理的介質(zhì)來封裝幀的格式,以便在介質(zhì)能夠傳輸。(到達一個目的的終端,中間可能封裝了多個幀格式) 創(chuàng)建幀: 數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議需要控制信息才能使協(xié)議正常工作??刂菩畔⒖赡芴峁┮韵滦畔ⅲ?br>l 哪些節(jié)點正在相互通信 l 各節(jié)點之間開始通信和結(jié)束通信的時間 l 節(jié)點通信期間發(fā)生了哪些錯誤 l 接下來哪些節(jié)點會參與通信 數(shù)據(jù)鏈路層幀包括: l 數(shù)據(jù) — 來自網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)包 l 幀頭 — 包含控制信息(如編址信息)且位于 PDU 開頭位置 l 幀尾 — 包含添加到 PDU 結(jié)尾處的控制信息 數(shù)據(jù)鏈路層是將上層的數(shù)據(jù)包加上幀頭和幀尾,以便可以在介質(zhì)上傳輸。 控制典型字段類型包括: l 開始和停止指示字段 — 幀的開始和結(jié)束限制 l 命名或編址字段 l 類型字段 — 包含在幀中的 PDU 的類型 l 質(zhì)量 — 控制字段 l 數(shù)據(jù)字段 — 幀負載(網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)包) 數(shù)據(jù)鏈路層分為2個子層: 邏輯鏈路控制:將數(shù)據(jù)包封裝層幀,表示網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。 介質(zhì)訪問控制:標明幀的地址,標示幀的開始和結(jié)束位置。 共享介質(zhì)的介質(zhì)訪問控制: 對于共享介質(zhì),有兩種基本介質(zhì)訪問控制方法: 受控 — 每個節(jié)點各自都有使用介質(zhì)的時間(就是說你用完了我在用。) 爭用 — 所有節(jié)點自由競爭介質(zhì)的使用權(quán)(就是大家都在搶這使用。)這種機制會造成網(wǎng)絡(luò)的混亂,為了防止在介質(zhì)上造成混亂,使用了載波監(jiān)聽多路訪問(CSMA)就是說先檢測一下介質(zhì)是否正在傳輸數(shù)據(jù),如果檢測到有數(shù)據(jù)在則等待一個時間在檢查,如果沒有就直接發(fā)送。由于網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點增加,無沖突的概率不斷降低。(為什么會降低:如果沒有人在使用介質(zhì),那么2個數(shù)據(jù)同時發(fā)送則就出現(xiàn)了沖突?。?br>CSMA 通常與用于解決介質(zhì)爭用的方法配合使用。兩種常用方法為: 載波偵聽多路訪問/沖突檢測(CSMA/CD) 設(shè)備監(jiān)視介質(zhì)中是否存在數(shù)據(jù)信號。若無數(shù)據(jù)信號,則表示介質(zhì)處于空閑狀態(tài),設(shè)備可傳輸數(shù)據(jù)。如果隨后檢測到另一設(shè)備此時正在進行傳輸,所有設(shè)備將停止發(fā)送并在稍后重試。傳統(tǒng)的以太網(wǎng)形式便是使用此方法。 載波偵聽多路訪問/沖突避免(CSMA/CA) 設(shè)備會檢查介質(zhì)中是否存在數(shù)據(jù)信號。如果介質(zhì)空閑,設(shè)備將通過它想要使用的介質(zhì)發(fā)送通知。然后,設(shè)備開始發(fā)送數(shù)據(jù)。802.11 無線聯(lián)網(wǎng)技術(shù)即是使用此方法。 非共享介質(zhì)的介質(zhì)訪問控制: 非共享介質(zhì)的介質(zhì)訪問控制協(xié)議需要少量甚至不需要控制。這些協(xié)議具有更簡單的介質(zhì)訪問控制規(guī)則和過程。點對點拓撲即是如此。 在點對點連接中,數(shù)據(jù)鏈路層必須考慮通信為半雙工還是全雙工。 半雙工:就想對講機一樣一端說話另一端就不能說話。 全雙工:就想電話一樣雙方可以同時傳送數(shù)據(jù)! 數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議------幀: 雖然有許多描述數(shù)據(jù)鏈路層幀的不同數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議。 每種幀均都有三個基本組成部分: 1) 幀頭 2) 數(shù)據(jù) 3) 幀尾 幀頭的功能:幀頭包含了數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議針對使用的特定邏輯拓撲和介質(zhì)指定的控制信息。幀控制信息對于每種協(xié)議均是唯一的。第 2 層協(xié)議使用它來提供通信環(huán)境所需的功能。 典型幀頭字段包括: l 幀首字段 — 表示幀的起始位置 l 源地址和目的地址字段 — 表示介質(zhì)上的源節(jié)點和目的節(jié)點 l 優(yōu)先級/服務(wù)質(zhì)量字段 — 表示要處理的特殊通信服務(wù)類型 l 類型字段 — 表示幀中包含的上層服務(wù) l 邏輯連接控制字段 — 用于在節(jié)點間建立邏輯連接 l 物理鏈路控制字段 — 用于建立介質(zhì)鏈路 l 流量控制字段 — 用于開始和停止通過介質(zhì)的流量 l 擁塞控制字段 — 表示介質(zhì)中的擁塞 編址—幀的去向:數(shù)據(jù)鏈路層提供了通過共享本地介質(zhì)傳輸幀時要用到的編址方法。此層中的設(shè)備地址稱為物理地址。數(shù)據(jù)鏈路層地址包含在幀頭中,它指定了幀在本地網(wǎng)絡(luò)中的目的節(jié)點。幀頭還可能包含幀的源地址。 編址要求 該層中的數(shù)據(jù)鏈路層編址需求取決于邏輯拓撲。 僅具有兩個互連節(jié)點的點對點拓撲不需要編址。一旦到了介質(zhì)上,幀就只有一個去處。 由于環(huán)拓撲和多路訪問拓撲可連接公共介質(zhì)上的多個節(jié)點,因而此類拓撲需要編址。在幀到達拓撲中的各節(jié)點時,節(jié)點會檢查幀頭中的目的地址以確定自身是否為幀的目的地。 |
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