數(shù)據(jù)鏈路層培訓(xùn)教程課件

第4章數(shù)據(jù)鏈路層本章基本要求：掌握數(shù)據(jù)鏈路層的功能與作用，掌握差錯(cuò)控制的作用和原理，掌握數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備與組件；理解常用的成幀方式，理解流量控制的作用和原理，理解HDLC協(xié)議的主要內(nèi)容。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)第4章數(shù)據(jù)鏈路層本章基本要求：2022/12/23計(jì)算機(jī)4.1數(shù)據(jù)鏈路層功能數(shù)據(jù)鏈路層在物理層提供的服務(wù)的基礎(chǔ)上向網(wǎng)絡(luò)層提供服務(wù)。數(shù)據(jù)鏈路層為物理鏈路上提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸。主要功能包括幀同步、差錯(cuò)控制、流量控制、鏈路管理、尋址等。4.1.1相鄰節(jié)點(diǎn)所謂相鄰節(jié)點(diǎn)是指由同一物理鏈路連接的所有節(jié)點(diǎn)。相鄰節(jié)點(diǎn)的最主要特征是節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通信不需要經(jīng)過其他交換設(shè)備的轉(zhuǎn)發(fā)。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.1數(shù)據(jù)鏈路層功能數(shù)據(jù)鏈路層在物理層提供的服務(wù)的基礎(chǔ)上向4.1數(shù)據(jù)鏈路層功能數(shù)據(jù)鏈路層必須要解決以下問題：在相鄰的節(jié)點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)物理尋址；提供一種機(jī)制使得接收方能識(shí)別數(shù)據(jù)流的開始與結(jié)束—同步；提供相應(yīng)的差錯(cuò)檢測與控制機(jī)制以使有差錯(cuò)的物理鏈路對網(wǎng)絡(luò)層表現(xiàn)為一條無差錯(cuò)的數(shù)據(jù)鏈路；提供流量控制機(jī)制以保證源和目標(biāo)之間不會(huì)因發(fā)送和接收速率不匹配而引起丟失。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.1數(shù)據(jù)鏈路層功能數(shù)據(jù)鏈路層必須要解決以下問題：2022數(shù)據(jù)鏈路層采用了被稱為幀(frame)的協(xié)議數(shù)據(jù)單元作為數(shù)據(jù)鏈路層的數(shù)據(jù)傳送邏輯單元。不同的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的核心任務(wù)就是根據(jù)所要實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)鏈路層功能來規(guī)定幀的格式。4.1.2幀同步2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)數(shù)據(jù)鏈路層采用了被稱為幀(frame)的協(xié)議數(shù)據(jù)單元1.幀的基本格式幀的基本格式是由那些具有特定意義的部分(域或字段)組成。幀開始字段和幀結(jié)束字段分別用以指示幀或數(shù)據(jù)流的開始和結(jié)束。地址字段給出節(jié)點(diǎn)的物理地址信息。第三個(gè)字段則提供有關(guān)幀的長度或類型的信息或是其他一些控制信息。數(shù)據(jù)字段承載的是來自高層即網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)分組。幀檢驗(yàn)序列FCS字段提供與差錯(cuò)檢測有關(guān)的信息。幀開始地址長度/類型/控制數(shù)據(jù)幀結(jié)束FCS圖4.1幀的基本格式2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)1.幀的基本格式幀的基本格式是由那些具有特定意義的部分(域2.成幀與拆幀幀發(fā)送和接收過程大致如下：發(fā)送端的數(shù)據(jù)鏈路層接收到網(wǎng)絡(luò)層的發(fā)送請求之后，便從網(wǎng)絡(luò)層與數(shù)據(jù)鏈路層之間的接口處取下待發(fā)送的分組，并封裝成幀，然后經(jīng)過物理層送入傳輸信道；接收端的數(shù)據(jù)鏈路層從來自物理層的比特流中識(shí)別出獨(dú)立幀，然后利用幀中的FCS字段對每幀進(jìn)行校驗(yàn)，判斷是否有錯(cuò)誤。如果有錯(cuò)誤，就采取收發(fā)雙方約定的差錯(cuò)控制進(jìn)行處理。如果沒有錯(cuò)誤，就對幀實(shí)施拆封，上交給網(wǎng)絡(luò)層。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)2.成幀與拆幀幀發(fā)送和接收過程大致如下：2022/12/23.幀的定界幀定界就是標(biāo)識(shí)幀的開始與結(jié)束。有四種:(1)字符計(jì)數(shù)法字符計(jì)數(shù)法是在幀頭部中使用一個(gè)字符計(jì)數(shù)字段來標(biāo)明幀內(nèi)字符數(shù)。(2)帶字符填充的首尾界符法帶字符填充的首尾界符法是在每一幀的開頭用ASCII字符DLESTX，在幀末尾用ASCII字符DLEETX。填充字符DLE。(3)帶位填充的首尾標(biāo)志法帶位填充的首尾標(biāo)志法一次只填充一個(gè)比特“0”而不是一個(gè)字符“DLE”。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)3.幀的定界幀定界就是標(biāo)識(shí)幀的開始與結(jié)束。有四種:20224.1.3差錯(cuò)控制所謂差錯(cuò)是指接收端收到的數(shù)據(jù)與發(fā)送端實(shí)際發(fā)出的數(shù)據(jù)出現(xiàn)不一致的現(xiàn)象。產(chǎn)生差錯(cuò)主要是因?yàn)樵谕ㄐ啪€路上噪聲干擾的結(jié)果。根據(jù)噪聲類型不同，可將差錯(cuò)分為隨機(jī)錯(cuò)和突發(fā)錯(cuò)。熱噪聲所產(chǎn)生的差錯(cuò)稱為隨機(jī)錯(cuò)，沖擊噪聲(如電磁干擾、無線電干擾等)所產(chǎn)生的錯(cuò)誤稱為突發(fā)錯(cuò)。差錯(cuò)的嚴(yán)重程度由誤碼率來衡量。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.1.3差錯(cuò)控制所謂差錯(cuò)是指接收端收到的數(shù)據(jù)與發(fā)送端實(shí)際傳輸差錯(cuò)產(chǎn)生過程2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)傳輸差錯(cuò)產(chǎn)生過程2022/12/23計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(數(shù)據(jù)幀在鏈路傳輸?shù)膸追N情況2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)數(shù)據(jù)幀在鏈路傳輸?shù)膸追N情況2022/12/23計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)1.差錯(cuò)控制的作用與機(jī)制為了有效地提高傳輸質(zhì)量，一種方法是改善通信系統(tǒng)的物理性能，使誤碼的概率降低到滿足要求的程度。另一種方法是差錯(cuò)控制，它是利用編碼的手段將傳輸中產(chǎn)生的錯(cuò)碼檢測出來，并加以糾正。差錯(cuò)控制：是指在數(shù)據(jù)通信過程中，發(fā)現(xiàn)、檢測差錯(cuò)，對差錯(cuò)進(jìn)行糾正而把差錯(cuò)限制在數(shù)據(jù)傳輸所允許的盡可能小的范圍內(nèi)的技術(shù)和方法。差錯(cuò)控制編碼：檢錯(cuò)碼和糾錯(cuò)碼。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)1.差錯(cuò)控制的作用與機(jī)制為了有效地提高傳輸質(zhì)量，一種方法是差錯(cuò)控制方法反饋重發(fā)糾錯(cuò)實(shí)現(xiàn)機(jī)制停止等待方式：2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)差錯(cuò)控制方法反饋重發(fā)糾錯(cuò)實(shí)現(xiàn)機(jī)制停止等待方式：2022/12連續(xù)工作方式：拉回方式選擇重發(fā)方式2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)連續(xù)工作方式：2022/12/23計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)2022/12/23計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.1.4流量控制流量控制的作用就是使發(fā)送方所發(fā)出的數(shù)據(jù)流量不要超過接收方所能接收的速率。流量控制的關(guān)鍵是需要有一種信息反饋機(jī)制，使發(fā)送方能了解接收方是否具備足夠的接收及處理能力。停止等待協(xié)議也可以實(shí)現(xiàn)流量控制,但效率低。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.1.4流量控制流量控制的作用就是使發(fā)送方所發(fā)出的數(shù)窗口機(jī)制發(fā)送窗口WT=5，接收窗口WR=1圖（a）:剛開始發(fā)送時(shí)的情況，在發(fā)送窗口內(nèi)的序號(hào)的數(shù)據(jù)幀就是可以發(fā)送的數(shù)據(jù)幀，若發(fā)送方發(fā)送完5個(gè)幀（0～4號(hào)幀）后，仍未收到任何確認(rèn)信息，則停止發(fā)送，進(jìn)入等待狀態(tài)。圖（b）:接收方已正確接收0號(hào)幀并發(fā)送確認(rèn)幀，同時(shí)接收窗口向前滑動(dòng)，準(zhǔn)備接收1號(hào)幀；發(fā)送方收到確認(rèn)信息，發(fā)送窗口向前滑動(dòng)1個(gè)序號(hào)，5號(hào)幀落入發(fā)送窗口，可以發(fā)送5號(hào)幀。圖（c）:接收方已正確接收0～3號(hào)幀并發(fā)出確認(rèn)幀，接收窗口繼續(xù)向前滑動(dòng)，準(zhǔn)備接收4號(hào)幀；發(fā)送方收到確認(rèn)信息，發(fā)送窗口向前滑動(dòng)3個(gè)序號(hào)，6、7、0號(hào)幀落入發(fā)送窗口，可以發(fā)送。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)窗口機(jī)制發(fā)送窗口WT=5，接收窗口WR=12022/12/4.1.5鏈路管理

鏈路管理功能用于面向連接的服務(wù)。在鏈路兩端的節(jié)點(diǎn)要進(jìn)行通信前，必須首先確認(rèn)對方已處于就緒狀態(tài)，并交換一些必要的信息以對幀序號(hào)初始化，然后才能建立連接。在傳輸過程中則要維持該連接。如果出現(xiàn)差錯(cuò)，需要重新初始化，重新自動(dòng)建立連接。傳輸完畢后要釋放連接。數(shù)據(jù)鏈路層連接的建立、維持和釋放就稱作鏈路管理。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.1.5鏈路管理鏈路管理功能用于面向連接的服務(wù)。在鏈1.無確認(rèn)的無連接服務(wù)方式兩個(gè)相鄰機(jī)器之間在發(fā)送數(shù)據(jù)幀之前，事先不建立連接，事后也不存在釋放連接；源機(jī)器向目標(biāo)機(jī)器發(fā)送獨(dú)立的數(shù)據(jù)幀，而目的機(jī)器不對收到的幀作確認(rèn)。這類服務(wù)通常適用于誤碼率很低的信道，如大多數(shù)局域網(wǎng)都使用這種無確認(rèn)的無連接服務(wù)方式。4.2數(shù)據(jù)鏈路層提供的基本服務(wù)2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)1.無確認(rèn)的無連接服務(wù)方式4.2數(shù)據(jù)鏈路層提供的基本服務(wù)4.2數(shù)據(jù)鏈路層所提供的基本服務(wù)2.有確認(rèn)的無連接服務(wù)方式不需要建立連接，源機(jī)器向目標(biāo)機(jī)器發(fā)送獨(dú)立的數(shù)據(jù)幀，但是接收站點(diǎn)要對收到的每一幀作確認(rèn)，即在收到數(shù)據(jù)幀之后回送一個(gè)確認(rèn)幀，而發(fā)送站點(diǎn)在收到確認(rèn)幀之后才會(huì)發(fā)送下一幀。當(dāng)在一個(gè)確定的時(shí)間段內(nèi)沒有收到確認(rèn)幀時(shí)，發(fā)送方就認(rèn)為所發(fā)送的數(shù)據(jù)幀丟失并自動(dòng)重發(fā)此幀。自動(dòng)重發(fā)可能會(huì)產(chǎn)生接收站點(diǎn)收到重復(fù)的數(shù)據(jù)幀的問題。適用于像無線網(wǎng)之類的不可靠信道。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.2數(shù)據(jù)鏈路層所提供的基本服務(wù)2.有確認(rèn)的無連接服務(wù)方4.2數(shù)據(jù)鏈路層所提供的基本服務(wù)3.確認(rèn)的面向連接服務(wù)方式發(fā)送數(shù)據(jù)之前，先建立連接，然后才會(huì)啟動(dòng)幀的傳送。在發(fā)送數(shù)據(jù)階段，要為所傳送的每一幀都要編上號(hào)，數(shù)據(jù)鏈路層提供相應(yīng)的確認(rèn)和流量控制機(jī)制來保證每一幀都只被正確接收一次，并保證所有幀都按正確的順序被接收。傳輸完成之后，要拆除或釋放所建立的連接。該服務(wù)方式分：鏈路建立階段、數(shù)據(jù)傳輸階段和鏈路拆除階段。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.2數(shù)據(jù)鏈路層所提供的基本服務(wù)3.確認(rèn)的面向連接服務(wù)方4.3高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議HDLC高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制（HDLC）是一個(gè)在同步網(wǎng)上傳輸數(shù)據(jù)、面向位的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，它是由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）制訂的。HDLC是面向比特的協(xié)議，其支持全雙工通信，采用位填充的成幀技術(shù)，以滑動(dòng)窗口協(xié)議進(jìn)行流量控制。4.3.1HDLC的幀格式HDLC的功能集中體現(xiàn)在了HDLC幀格式中。HDLC的幀格式如圖4.4所示。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.3高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議HDLC高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制（HDL4.3高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議HDLC標(biāo)志F地址A控制C數(shù)據(jù)Data幀校驗(yàn)序列FCS標(biāo)志F長度(位)888可變168圖4.4HDLC幀格式及控制字段的結(jié)構(gòu)0N(S)P/FN(R)1P/FN(R)1P/FN(R)01SM信息幀：監(jiān)控幀：無編號(hào)幀：比特序號(hào)：123456782023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.3高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議HDLC標(biāo)志F地址A控制C數(shù)據(jù)D4.3高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議HDLC幀頭和幀尾的位模式串“01111110”為幀的開始和結(jié)束標(biāo)記(flag)。A是地址字段，8位。對于命令幀，存放接收站地址；對于響應(yīng)幀，存放發(fā)送響應(yīng)幀的站點(diǎn)地址。C是控制字段，8位，該字段是HDLC協(xié)議關(guān)鍵部分。HDLC的三種幀：信息幀、監(jiān)控幀和無序號(hào)幀。data是數(shù)據(jù)字段，包含任意信息且可以是任意長的。FCS是校驗(yàn)序列字段，采用16位的CRC校驗(yàn)。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.3高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議HDLC幀頭和幀尾的位模式串“04.3高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議HDLC4.3.2HDLC用于實(shí)現(xiàn)面向連接的可靠傳輸圖4.5給出了將HDLC用于實(shí)現(xiàn)有確認(rèn)的面向連接數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)的例子。圖4.5為正常傳輸，其中將無序號(hào)幀用于鏈路連接的建立、維護(hù)與拆除；將信息幀用于發(fā)送數(shù)據(jù)并實(shí)現(xiàn)捎帶的幀確認(rèn)。

2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.3高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議HDLC4.3.2HDLC用4.3高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議HDLC圖4.5有確認(rèn)的面向連接HDLC連接建立、數(shù)據(jù)傳輸和連接拆除11P/FMAMA發(fā)送無符號(hào)幀請求建立連接：B11P/FMMB發(fā)送無符號(hào)幀確認(rèn)建立連接：0P/F00A發(fā)送編號(hào)為0的數(shù)據(jù)幀：0P/F01A發(fā)送編號(hào)為1的數(shù)據(jù)幀：0P/F20B發(fā)送編號(hào)為0的數(shù)據(jù)幀，并對A的第1幀進(jìn)行確認(rèn)：A發(fā)送無符號(hào)幀請求斷開連接：11P/FMM11P/FMMB發(fā)送無符號(hào)幀確認(rèn)斷開連接：2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.3高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議HDLC圖4.5有確認(rèn)的面向4.3高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議HDLC4.6則表示出現(xiàn)差錯(cuò)后的處理過程，但省略了關(guān)于連接建立的過程。由于B方?jīng)]有數(shù)據(jù)幀要發(fā)送給A方，所以不能利用信息幀的捎帶來反饋幀出錯(cuò)信息，只有專門發(fā)送一個(gè)監(jiān)控幀用于告訴A方數(shù)據(jù)幀傳輸出錯(cuò)并同時(shí)給出建議的差錯(cuò)控制方式，顯然在該例子中差錯(cuò)控制采用了選擇重發(fā)方式。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.3高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議HDLC4.6則表示出現(xiàn)差錯(cuò)后的4.3高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議HDLC11P/FMAMA發(fā)送編號(hào)為3的數(shù)據(jù)幀：B11P/FMMB發(fā)送編號(hào)為0的數(shù)據(jù)幀，并對A的第1幀進(jìn)行確認(rèn)：0P/F12A發(fā)送編號(hào)為2的數(shù)據(jù)幀，并對B的第0幀進(jìn)行確認(rèn)：0P/F13A發(fā)送編號(hào)為3的數(shù)據(jù)幀：B發(fā)送監(jiān)控幀報(bào)告第2幀出錯(cuò)，并要求選擇重發(fā)：10P/F2110P/F010P/F210P/F12A重發(fā)編號(hào)為2的數(shù)據(jù)幀0P/F14A繼續(xù)發(fā)送編號(hào)為4的數(shù)據(jù)幀：B發(fā)送關(guān)于第4幀進(jìn)行確認(rèn)：0P/F21圖4.6有確認(rèn)的面向連接HDLC差錯(cuò)控制的實(shí)現(xiàn)連接建立、數(shù)據(jù)傳輸和連接拆除A發(fā)送無符號(hào)幀請求斷開連接：B發(fā)送無符號(hào)幀確認(rèn)斷開連接：2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.3高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議HDLC11P/FMAMA發(fā)4.4點(diǎn)對點(diǎn)PPP協(xié)議PPP是點(diǎn)對點(diǎn)協(xié)議，它是一個(gè)工作于數(shù)據(jù)鏈路層的廣域網(wǎng)協(xié)議。PPP由IETF開發(fā)，目前已被廣泛使用并成為國際標(biāo)準(zhǔn)。無論是同步電路還是異步電路，PPP協(xié)議都能夠建立路由器之間或者主機(jī)到網(wǎng)絡(luò)之間的連接。利用MODEM進(jìn)行撥號(hào)上網(wǎng)(163、169、165等)就是使用PPP實(shí)現(xiàn)主機(jī)到網(wǎng)絡(luò)連接的典型例子。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.4點(diǎn)對點(diǎn)PPP協(xié)議PPP是點(diǎn)對點(diǎn)協(xié)議，它是一個(gè)工作于數(shù)4.4點(diǎn)對點(diǎn)PPP協(xié)議圖4.7PPP提供多種連接2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.4點(diǎn)對點(diǎn)PPP協(xié)議圖4.7PPP提供多種連接2024.4.1PPP的特性PPP協(xié)議是目前使用廣泛的廣域網(wǎng)協(xié)議，具有以下特性：能夠控制數(shù)據(jù)鏈路的建立；能夠?qū)P地址進(jìn)行分配和使用；允許同時(shí)采用多種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議；能夠配置和測試數(shù)據(jù)鏈路；能夠進(jìn)行錯(cuò)誤檢測；有協(xié)商選項(xiàng)，能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)層的地址和數(shù)據(jù)壓縮等進(jìn)行協(xié)商。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.4.1PPP的特性PPP協(xié)議是目前使用廣泛的廣域網(wǎng)協(xié)議4.4點(diǎn)對點(diǎn)PPP協(xié)議

PPP是現(xiàn)在主流的一種國際標(biāo)準(zhǔn)WAN封裝協(xié)議，可支持如下連接類型：同步串行連接異步串行連接ISDN連接HSSI連接2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.4點(diǎn)對點(diǎn)PPP協(xié)議PPP是現(xiàn)在主流的一種國際標(biāo)準(zhǔn)WAPPP作為第二層的協(xié)議，在物理上可使用各種不同的傳輸介質(zhì)，包括雙絞線、光纖及無線傳輸介質(zhì)，在數(shù)據(jù)鏈路層提供了一套解決鏈路建立、維護(hù)、拆除和上層協(xié)議協(xié)商、認(rèn)證等問題的方案；在幀的封裝格式上，PPP采用的是一種HDLC的變化形式；其對網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的支持則包括了多種不同的主流協(xié)議，如IP和IPX等。

4.4.2PPP的組成2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)PPP作為第二層的協(xié)議，在物理上可使用各種不同的傳輸介質(zhì)，4.4點(diǎn)對點(diǎn)PPP協(xié)議圖4.8給出了PPP的體系結(jié)構(gòu)，其中，鏈路控制協(xié)議LCP(LinkControlProtocol)用于數(shù)據(jù)鏈路連接的建立、配置與測試，NCP(NetworkControlProtocols)則是一組用來建立和配置不同的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。4.4.3PPP會(huì)話建立的過程PPP提供了建立、配置、維護(hù)和終止點(diǎn)到點(diǎn)連接的方法。PPP經(jīng)過以下4個(gè)階段在一個(gè)點(diǎn)到點(diǎn)的鏈路上建立通信連接。1.鏈路的建立和配置協(xié)調(diào)：通信的發(fā)起方發(fā)送LCP幀來配置和檢測數(shù)據(jù)鏈路。LCP幀有鏈路建立幀、鏈路終止幀和鏈路維護(hù)幀三種。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.4點(diǎn)對點(diǎn)PPP協(xié)議圖4.8給出了PPP的體系結(jié)構(gòu)，其4.4點(diǎn)對點(diǎn)PPP協(xié)議

第三層協(xié)議認(rèn)證和其他選項(xiàng)鏈接控制協(xié)議同步或異步物理介質(zhì)物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層IPIPXPPP圖4.8PPP協(xié)議結(jié)構(gòu)IPCPIPXCP其他協(xié)議網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.4點(diǎn)對點(diǎn)PPP協(xié)議第三層協(xié)議認(rèn)證和其他選項(xiàng)同步或4.4點(diǎn)對點(diǎn)PPP協(xié)議2.鏈路質(zhì)量檢測：在鏈路建立、協(xié)調(diào)之后。這一階段是可選的。主要用于對鏈路質(zhì)量進(jìn)行測試，以確定其能否為上層所選定的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議提供足夠的支持，另外若連接的雙方已經(jīng)要求采用安全認(rèn)證，則在該階段還要按所選定的認(rèn)證方式進(jìn)行相應(yīng)的身份認(rèn)證。3.網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議配置協(xié)調(diào)：通信的發(fā)起方發(fā)送NCP幀以選擇并配置網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。4.關(guān)閉鏈路：通信鏈路將一直保持到LCP或NCP幀關(guān)閉鏈路或者是發(fā)生一些外部事件（如空閑時(shí)間超長或用戶干預(yù)）。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.4點(diǎn)對點(diǎn)PPP協(xié)議2.鏈路質(zhì)量檢測：在鏈路建立、協(xié)調(diào)之4.5數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備與組件數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備與組件是指那些同時(shí)具有物理層和數(shù)據(jù)鏈路層功能的設(shè)備或組件。網(wǎng)卡,網(wǎng)橋,交換機(jī)4.5.1網(wǎng)卡網(wǎng)卡NIC是局域網(wǎng)中提供各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)通信介質(zhì)相連的接口。網(wǎng)卡插在主機(jī)板的擴(kuò)展槽上，包括接口控制電路、數(shù)據(jù)緩沖器、數(shù)據(jù)鏈路控制器、編碼解碼電路、內(nèi)收發(fā)器、介質(zhì)接口裝置等六大部分。網(wǎng)卡主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收、幀的封裝與拆封、編碼與解碼、串/并和并/串、介質(zhì)訪問控制和數(shù)據(jù)緩存等功能。因?yàn)榫W(wǎng)卡的功能涵蓋了OSI模型的物理層與數(shù)據(jù)鏈路層，所以通常將其歸于數(shù)據(jù)鏈路層的組件。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.5數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備與組件數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備與組件是指那些4.5數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備與組件網(wǎng)卡地址，固化在網(wǎng)卡上的，全球唯一。48位。70億個(gè)。24bit表示生產(chǎn)廠商，后24bit為生產(chǎn)廠商所分配的產(chǎn)品序列號(hào)。IRQ（中斷請求）：常用IRQ3I/O端口地址：缺省300H,避免沖突內(nèi)存地址引導(dǎo)芯片:無盤啟動(dòng)ROM芯片2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.5數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備與組件網(wǎng)卡地址，固化在網(wǎng)卡上的，全球4.5數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備與組件按照網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不同可分為以太網(wǎng)卡、令牌環(huán)網(wǎng)卡、FDDI網(wǎng)卡等。目以太網(wǎng)網(wǎng)卡最常見。按照傳輸速率，單單以太網(wǎng)卡就提供了10Mbps、100Mbps、1000Mbps和10Gbps等多種速率。數(shù)據(jù)傳輸速率是網(wǎng)卡的一個(gè)重要指標(biāo)。按照總線類型分類，網(wǎng)卡可分為ISA總線網(wǎng)卡、EISA總線網(wǎng)卡、PCI總線網(wǎng)卡及其他總線網(wǎng)卡等。按照所支持的傳輸介質(zhì)，網(wǎng)卡可分為雙絞線網(wǎng)卡、粗纜網(wǎng)卡、細(xì)纜網(wǎng)卡、光纖網(wǎng)卡和無線網(wǎng)卡。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.5數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備與組件按照網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不同可分為以太網(wǎng)4.5數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備與組件網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序驅(qū)動(dòng)程序是一種控制特定設(shè)置的硬件級(jí)程序，NIC驅(qū)動(dòng)程序是網(wǎng)卡與OS的接口。網(wǎng)卡與介質(zhì)連接粗纜：T型接頭和AUI接頭和終結(jié)器。細(xì)纜：T型接頭，BNC接頭和終結(jié)器。雙絞線：RJ45連接器。光纖連接器：ST頭（標(biāo)準(zhǔn)）和SC頭。光纖的主要信號(hào)衰減在連接器上。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.5數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備與組件網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序2022/12/24.5.2網(wǎng)橋網(wǎng)橋工作在OSI模型中數(shù)據(jù)鏈路層的MAC子層。網(wǎng)橋可以將局域網(wǎng)分成兩個(gè)或更多的網(wǎng)段，它通過隔離每個(gè)網(wǎng)段內(nèi)部的數(shù)據(jù)流量，從而增加了每個(gè)節(jié)點(diǎn)所能使用的有效帶寬。網(wǎng)橋是一種將網(wǎng)絡(luò)上的不同網(wǎng)段連接在一起的互聯(lián)設(shè)備，用來實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)段之間的數(shù)據(jù)幀的過濾和轉(zhuǎn)發(fā)。它工作在第二層中,MAC地址，數(shù)據(jù)幀。網(wǎng)橋通常只連接協(xié)議相同的LAN，雖然可以連接不同協(xié)議。網(wǎng)橋各端口的LAN在同一個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò)號(hào)或子網(wǎng)號(hào)2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.5.2網(wǎng)橋網(wǎng)橋工作在OSI模型中數(shù)據(jù)鏈路層的MAC子層4.5.2網(wǎng)橋2.網(wǎng)橋功能(1)物理上擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)一個(gè)網(wǎng)橋可以連接多個(gè)網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)又可以使用多個(gè)網(wǎng)橋與其他網(wǎng)絡(luò)互連。(2)數(shù)據(jù)過濾功能在網(wǎng)橋中，要維持一個(gè)交換表，該表給出關(guān)于網(wǎng)橋不同接口所連主機(jī)的MAC地址信息。網(wǎng)橋根據(jù)數(shù)據(jù)幀中的目的地址判斷是否轉(zhuǎn)發(fā)該幀。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.5.2網(wǎng)橋2.網(wǎng)橋功能2022/12/23計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)4.5.2網(wǎng)橋(3)邏輯劃分網(wǎng)絡(luò)的功能通過對幀的過濾，網(wǎng)橋?qū)崿F(xiàn)了物理網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部通信的相互隔離，源和目標(biāo)在同一物理網(wǎng)段中的數(shù)據(jù)幀由于網(wǎng)橋的數(shù)據(jù)過濾作用是不會(huì)被轉(zhuǎn)發(fā)或滲透到其他網(wǎng)段中的。將網(wǎng)橋所具備的這種隔離功能稱為邏輯劃分網(wǎng)絡(luò)的功能。(4)數(shù)據(jù)推進(jìn)功能網(wǎng)橋根據(jù)數(shù)據(jù)過濾的結(jié)果實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)幀的轉(zhuǎn)發(fā)。(5)幀格式轉(zhuǎn)換功能當(dāng)數(shù)據(jù)幀通過網(wǎng)橋到達(dá)另一個(gè)執(zhí)行不同局域網(wǎng)協(xié)議的LAN時(shí)，網(wǎng)橋還能夠?qū)袷竭M(jìn)行轉(zhuǎn)換處理。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.5.2網(wǎng)橋(3)邏輯劃分網(wǎng)絡(luò)的功能2022/12/23.網(wǎng)橋分類本地橋(內(nèi)橋和外橋)，遠(yuǎn)程橋（公網(wǎng)）。網(wǎng)橋本地網(wǎng)段1本地網(wǎng)段2網(wǎng)橋1網(wǎng)段1網(wǎng)段2網(wǎng)橋2公用網(wǎng)2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)3.網(wǎng)橋分類網(wǎng)橋本地網(wǎng)段1本地網(wǎng)段2網(wǎng)橋1網(wǎng)段1網(wǎng)段2網(wǎng)橋內(nèi)橋：它是文件服務(wù)器的一部分。在服務(wù)器中利用不同的網(wǎng)卡把LAN連接起來。外橋：是獨(dú)立于被連接網(wǎng)絡(luò)之外的、實(shí)現(xiàn)兩個(gè)相似的不同LAN之間的連接設(shè)備(專用或非專用）服務(wù)器(內(nèi)橋)外橋3.網(wǎng)橋分類2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)內(nèi)橋：它是文件服務(wù)器的一部分。在服務(wù)器中利用不同的網(wǎng)卡把LA4.透明網(wǎng)橋的工作原理透明網(wǎng)橋安裝方便，主機(jī)透明。不選最好。工作原理：維護(hù)地址表(端口號(hào)和主機(jī)地址）自動(dòng)學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)的拓樸結(jié)構(gòu)過濾本網(wǎng)段幀轉(zhuǎn)發(fā)異網(wǎng)段的幀如果目的網(wǎng)不知道，則廣播該幀。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.透明網(wǎng)橋的工作原理2022/12/23計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)

4.5.3交換機(jī)1.交換技術(shù)的基本原理局域網(wǎng)交換技術(shù)是OSI參考模型中的第二層——數(shù)據(jù)鏈路層上的技術(shù)，所謂“交換”實(shí)際上就是指轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀。多端口網(wǎng)橋。在數(shù)據(jù)通信中，所有交換機(jī)執(zhí)行兩個(gè)操作：交換數(shù)據(jù)幀，將從輸入介質(zhì)上收到的數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)至相應(yīng)的輸出介質(zhì)；維護(hù)交換操作，構(gòu)造和維護(hù)交換地址表。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.5.3交換機(jī)1.交換技術(shù)的基本原理2022/12

4.5.3交換機(jī)（1）交換數(shù)據(jù)幀交換機(jī)根據(jù)數(shù)據(jù)幀的MAC地址進(jìn)行數(shù)據(jù)幀的轉(zhuǎn)發(fā)操作:如果數(shù)據(jù)幀的目的MAC地址是廣播地址或者組播地址，則向交換機(jī)所有端口轉(zhuǎn)發(fā)（除數(shù)據(jù)幀來的端口）。如果數(shù)據(jù)幀的目的地址是單播地址，但是這個(gè)地址并不在交換機(jī)的地址表中，那么也會(huì)向所有的端口轉(zhuǎn)發(fā)。如果數(shù)據(jù)幀的目的地址在交換機(jī)的地址表中，那么就根據(jù)地址表轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的端口。

如果數(shù)據(jù)幀的目的地址與數(shù)據(jù)幀的源地址在一個(gè)網(wǎng)段上，它就會(huì)丟棄這個(gè)數(shù)據(jù)幀，交換也就不會(huì)發(fā)生。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.5.3交換機(jī)（1）交換數(shù)據(jù)幀2022/12/23

4.5.3交換機(jī)①當(dāng)主機(jī)D發(fā)送廣播幀時(shí)，交換機(jī)從E3端口接收到目的地址為ffff.ffff.ffff的數(shù)據(jù)幀，則向E0、E1、E2和E4端口轉(zhuǎn)發(fā)。②當(dāng)主機(jī)D與E主機(jī)通信時(shí)，交換機(jī)從E3端口接收到目的地址為0260.8c01.5555的數(shù)據(jù)幀，查找0260.8c01.5555并不在表中，因此交換機(jī)仍然向E0、E1、E2和E4端口轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)幀。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.5.3交換機(jī)①當(dāng)主機(jī)D發(fā)送廣播幀時(shí)，交換機(jī)從E3端

4.5.3交換機(jī)③當(dāng)主機(jī)D與主機(jī)F通信時(shí)，交換機(jī)從E3端口接收到目的地址為0260.8c01.6666的數(shù)據(jù)幀，查找地址表后發(fā)現(xiàn)0260.8c01.6666也位于E3端口，即與源地址處于同一個(gè)網(wǎng)段，所以交換機(jī)不會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)幀，而是直接丟棄。

④當(dāng)主機(jī)D與主機(jī)A通信時(shí)，交換機(jī)從E3端口接收到目的地址為0260.8c01.1111的數(shù)據(jù)幀，查找地址表后發(fā)現(xiàn)0260.8c01.1111位于E0端口，所以交換機(jī)將數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)至E0端口，這樣主機(jī)A即可收到該數(shù)據(jù)幀。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.5.3交換機(jī)③當(dāng)主機(jī)D與主機(jī)F通信時(shí)，交換機(jī)從E3

4.5.3交換機(jī)⑤如果在主機(jī)D與主機(jī)A通信的同時(shí)，主機(jī)B也正在向主機(jī)C發(fā)送數(shù)據(jù)，交換機(jī)同樣會(huì)把主機(jī)B發(fā)送的數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)到連接主機(jī)C的E2端口。這時(shí)E1和E2之間，以及E3和E0之間，通過交換機(jī)內(nèi)部的硬件交換電路，建立了兩條鏈路，這兩條鏈路上的數(shù)據(jù)通信互不影響，因此網(wǎng)絡(luò)亦不會(huì)產(chǎn)生沖突。所以，主機(jī)D和主機(jī)A之間的通信獨(dú)享一條鏈路，主機(jī)C和主機(jī)B之間也獨(dú)享一條鏈路。而這樣的鏈路僅在通信雙方有需求時(shí)才會(huì)建立，一旦數(shù)據(jù)傳輸完畢，相應(yīng)的鏈路也隨之拆除。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.5.3交換機(jī)⑤如果在主機(jī)D與主機(jī)A通信的同時(shí)，主機(jī)

4.5.3交換機(jī)圖4.10數(shù)據(jù)幀交換過程2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.5.3交換機(jī)圖4.10數(shù)據(jù)幀交換過程2022/1（2）構(gòu)造維護(hù)交換地址表

交換機(jī)的交換地址表中，一條表項(xiàng)主要由一個(gè)主機(jī)MAC地址和該地址所位于的交換機(jī)端口號(hào)組成。整張地址表的生成采用動(dòng)態(tài)自學(xué)習(xí)的方法。在地址表項(xiàng)之前，首先應(yīng)該查找地址表中是否已經(jīng)存在該源地址的匹配表項(xiàng)，僅當(dāng)匹配表項(xiàng)不存在時(shí)才能存儲(chǔ)該表項(xiàng)。每一條地址表項(xiàng)都有一個(gè)時(shí)間標(biāo)記，用來指示該表項(xiàng)存儲(chǔ)的時(shí)間周期。地址表項(xiàng)每次被使用或者被查找時(shí)，表項(xiàng)的時(shí)間標(biāo)記就會(huì)被更新。如果在一定的時(shí)間范圍內(nèi)地址表項(xiàng)仍然沒有被引用，它就會(huì)從地址表中被移走。因此，交換地址表中所維護(hù)的一直是最有效和最精確的地址—端口信息。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)（2）構(gòu)造維護(hù)交換地址表交換機(jī)的交換地址表中，一條表項(xiàng)主要2.交換機(jī)三種交換技術(shù)（1）端口交換根據(jù)支持的程度，端口交換還可細(xì)分為：模塊交換：將整個(gè)模塊進(jìn)行網(wǎng)段遷移；端口組交換：通常模塊上的端口被劃分為若干組，每組端口允許進(jìn)行網(wǎng)段遷移；端口級(jí)交換：支持每個(gè)端口在不同網(wǎng)段之間進(jìn)行遷移。這種交換技術(shù)是基于OSI第一層上完成的，具有靈活性和負(fù)載平衡能力等優(yōu)點(diǎn)。如果配置得當(dāng)，那么還可以在一定程度進(jìn)行容錯(cuò)，但沒有改變共享傳輸介質(zhì)的特點(diǎn)，因而不能稱之為真正的交換。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)2.交換機(jī)三種交換技術(shù)（1）端口交換2022/12/23計(jì)4.5數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備與組件（2）幀交換幀交換是目前應(yīng)用最廣的局域網(wǎng)交換技術(shù)，它通過對傳統(tǒng)傳輸媒介進(jìn)行微分段，提供并行傳送的機(jī)制，以減小沖突域，獲得高的帶寬。對網(wǎng)絡(luò)幀的處理方式一般有以下幾種：直通交換：提供線速處理能力，交換機(jī)只讀出網(wǎng)絡(luò)幀的前14個(gè)字節(jié)，便將網(wǎng)絡(luò)幀傳送到相應(yīng)的端口上；存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)：通過對網(wǎng)絡(luò)幀的讀取進(jìn)行驗(yàn)錯(cuò)和控制。（3）信元交換ATM采用固定長度53個(gè)字節(jié)的信元交換。由于長度固定，因而便于用硬件實(shí)現(xiàn)。ATM采用專用的非差別連接，并行運(yùn)行，可以通過一個(gè)交換機(jī)同時(shí)建立多個(gè)節(jié)點(diǎn)，但并不會(huì)影響每個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的通信能力。ATM的帶寬可以達(dá)到25M、155M、622M甚至數(shù)Gb的傳輸能力。

2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.5數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備與組件（2）幀交換2022/12/24.5數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備與組件3.局域網(wǎng)交換機(jī)的種類(1)廣域網(wǎng)交換機(jī)和局域網(wǎng)交換機(jī)。(2)交換機(jī)被劃分為接入層交換機(jī)、匯聚層交換機(jī)和核心層交換機(jī)。(3)從傳輸介質(zhì)和傳輸速度上看，局域網(wǎng)交換機(jī)可以分為以太網(wǎng)交換機(jī)、快速以太網(wǎng)交換機(jī)、千兆以太網(wǎng)交換機(jī)、FDDI交換機(jī)、ATM交換機(jī)和令牌環(huán)交換機(jī)等多種，這些交換機(jī)分別適用于以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)、FDDI、ATM和令牌環(huán)網(wǎng)等環(huán)境。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.5數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備與組件3.局域網(wǎng)交換機(jī)的種類2024.5數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備與組件(4)從規(guī)模應(yīng)用上又有企業(yè)級(jí)交換機(jī)、部門級(jí)交換機(jī)和工作組交換機(jī)等。(5)交換機(jī)又可以分為第二層交換機(jī)、第三層交換機(jī)、第四層交換機(jī)等，一直到第七層交換機(jī)?；贛AC地址工作的第二層交換機(jī)最為普遍，用于網(wǎng)絡(luò)接入層和匯聚層。(6)按照交換機(jī)的可管理性，又可把交換機(jī)分為可管理型交換機(jī)和不可管理型交換機(jī).(7)按照交換機(jī)是否可堆疊，交換機(jī)又可分為可堆疊型交換機(jī)和不可堆疊型交換機(jī)兩種。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.5數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備與組件(4)從規(guī)模應(yīng)用上又有企業(yè)級(jí)4.5數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備與組件(8)按照最廣泛的普通分類方法，局域網(wǎng)交換機(jī)可以分為桌面型交換機(jī)、工作組型交換機(jī)和校園網(wǎng)交換機(jī)三類。(9)根據(jù)交換技術(shù)的不同，有人又把交換機(jī)分為端口交換機(jī)、幀交換機(jī)和信元交換機(jī)三種。(10)從應(yīng)用的角度劃分，交換機(jī)又可分為電話交換機(jī)（PBX）和數(shù)據(jù)交換機(jī)（Switch）。當(dāng)然，目前在數(shù)據(jù)上的語音傳輸VoIP又有人稱之為“軟交換機(jī)”。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.5數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備與組件(8)按照最廣泛的普通分類方4.5數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備與組件4.交換機(jī)之間的連接交換機(jī)之間的連接采用一根交叉的雙絞線（1、2和3、6對調(diào)）將它們連接起來。如果下級(jí)交換機(jī)有Uplink口，也可以接到Uplink口上，用直連線連接。（1）級(jí)聯(lián):通過上聯(lián)端口實(shí)現(xiàn)與骨干交換機(jī)的連接。（2）冗余連接:在以太網(wǎng)環(huán)境下是不允許出現(xiàn)環(huán)路的，生成樹（SpanningTree）則可以在交換機(jī)之間實(shí)現(xiàn)冗余連接又避免出現(xiàn)環(huán)路。（3）堆疊:提供堆疊接口的交換機(jī)之間可以通過專用的堆疊線連接起來。堆疊的帶寬是交換機(jī)端口速率的幾十倍。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.5數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備與組件4.交換機(jī)之間的連接20224.6技能訓(xùn)練：交換機(jī)和集線器的級(jí)聯(lián)交換機(jī)和集線器的連接都可以采用級(jí)聯(lián)方式，兩者級(jí)聯(lián)的方法基本相同，只是集線器的級(jí)聯(lián)應(yīng)嚴(yán)格遵守集線器級(jí)聯(lián)配置規(guī)則：如果交換機(jī)具有級(jí)聯(lián)端口，那么可以通過一條UTP直連線將一條交換機(jī)的級(jí)聯(lián)端口連入另一臺(tái)交換機(jī)的普通端口。如果交換機(jī)沒有級(jí)聯(lián)端口，那么可以通過一條UTP交叉線將兩臺(tái)交換機(jī)的普通端口進(jìn)行連接。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.6技能訓(xùn)練：交換機(jī)和集線器的級(jí)聯(lián)交換機(jī)和集線器的連接都演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！第4章數(shù)據(jù)鏈路層本章基本要求：掌握數(shù)據(jù)鏈路層的功能與作用，掌握差錯(cuò)控制的作用和原理，掌握數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備與組件；理解常用的成幀方式，理解流量控制的作用和原理，理解HDLC協(xié)議的主要內(nèi)容。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)第4章數(shù)據(jù)鏈路層本章基本要求：2022/12/23計(jì)算機(jī)4.1數(shù)據(jù)鏈路層功能數(shù)據(jù)鏈路層在物理層提供的服務(wù)的基礎(chǔ)上向網(wǎng)絡(luò)層提供服務(wù)。數(shù)據(jù)鏈路層為物理鏈路上提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸。主要功能包括幀同步、差錯(cuò)控制、流量控制、鏈路管理、尋址等。4.1.1相鄰節(jié)點(diǎn)所謂相鄰節(jié)點(diǎn)是指由同一物理鏈路連接的所有節(jié)點(diǎn)。相鄰節(jié)點(diǎn)的最主要特征是節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通信不需要經(jīng)過其他交換設(shè)備的轉(zhuǎn)發(fā)。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.1數(shù)據(jù)鏈路層功能數(shù)據(jù)鏈路層在物理層提供的服務(wù)的基礎(chǔ)上向4.1數(shù)據(jù)鏈路層功能數(shù)據(jù)鏈路層必須要解決以下問題：在相鄰的節(jié)點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)物理尋址；提供一種機(jī)制使得接收方能識(shí)別數(shù)據(jù)流的開始與結(jié)束—同步；提供相應(yīng)的差錯(cuò)檢測與控制機(jī)制以使有差錯(cuò)的物理鏈路對網(wǎng)絡(luò)層表現(xiàn)為一條無差錯(cuò)的數(shù)據(jù)鏈路；提供流量控制機(jī)制以保證源和目標(biāo)之間不會(huì)因發(fā)送和接收速率不匹配而引起丟失。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.1數(shù)據(jù)鏈路層功能數(shù)據(jù)鏈路層必須要解決以下問題：2022數(shù)據(jù)鏈路層采用了被稱為幀(frame)的協(xié)議數(shù)據(jù)單元作為數(shù)據(jù)鏈路層的數(shù)據(jù)傳送邏輯單元。不同的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的核心任務(wù)就是根據(jù)所要實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)鏈路層功能來規(guī)定幀的格式。4.1.2幀同步2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)數(shù)據(jù)鏈路層采用了被稱為幀(frame)的協(xié)議數(shù)據(jù)單元1.幀的基本格式幀的基本格式是由那些具有特定意義的部分(域或字段)組成。幀開始字段和幀結(jié)束字段分別用以指示幀或數(shù)據(jù)流的開始和結(jié)束。地址字段給出節(jié)點(diǎn)的物理地址信息。第三個(gè)字段則提供有關(guān)幀的長度或類型的信息或是其他一些控制信息。數(shù)據(jù)字段承載的是來自高層即網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)分組。幀檢驗(yàn)序列FCS字段提供與差錯(cuò)檢測有關(guān)的信息。幀開始地址長度/類型/控制數(shù)據(jù)幀結(jié)束FCS圖4.1幀的基本格式2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)1.幀的基本格式幀的基本格式是由那些具有特定意義的部分(域2.成幀與拆幀幀發(fā)送和接收過程大致如下：發(fā)送端的數(shù)據(jù)鏈路層接收到網(wǎng)絡(luò)層的發(fā)送請求之后，便從網(wǎng)絡(luò)層與數(shù)據(jù)鏈路層之間的接口處取下待發(fā)送的分組，并封裝成幀，然后經(jīng)過物理層送入傳輸信道；接收端的數(shù)據(jù)鏈路層從來自物理層的比特流中識(shí)別出獨(dú)立幀，然后利用幀中的FCS字段對每幀進(jìn)行校驗(yàn)，判斷是否有錯(cuò)誤。如果有錯(cuò)誤，就采取收發(fā)雙方約定的差錯(cuò)控制進(jìn)行處理。如果沒有錯(cuò)誤，就對幀實(shí)施拆封，上交給網(wǎng)絡(luò)層。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)2.成幀與拆幀幀發(fā)送和接收過程大致如下：2022/12/23.幀的定界幀定界就是標(biāo)識(shí)幀的開始與結(jié)束。有四種:(1)字符計(jì)數(shù)法字符計(jì)數(shù)法是在幀頭部中使用一個(gè)字符計(jì)數(shù)字段來標(biāo)明幀內(nèi)字符數(shù)。(2)帶字符填充的首尾界符法帶字符填充的首尾界符法是在每一幀的開頭用ASCII字符DLESTX，在幀末尾用ASCII字符DLEETX。填充字符DLE。(3)帶位填充的首尾標(biāo)志法帶位填充的首尾標(biāo)志法一次只填充一個(gè)比特“0”而不是一個(gè)字符“DLE”。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)3.幀的定界幀定界就是標(biāo)識(shí)幀的開始與結(jié)束。有四種:20224.1.3差錯(cuò)控制所謂差錯(cuò)是指接收端收到的數(shù)據(jù)與發(fā)送端實(shí)際發(fā)出的數(shù)據(jù)出現(xiàn)不一致的現(xiàn)象。產(chǎn)生差錯(cuò)主要是因?yàn)樵谕ㄐ啪€路上噪聲干擾的結(jié)果。根據(jù)噪聲類型不同，可將差錯(cuò)分為隨機(jī)錯(cuò)和突發(fā)錯(cuò)。熱噪聲所產(chǎn)生的差錯(cuò)稱為隨機(jī)錯(cuò)，沖擊噪聲(如電磁干擾、無線電干擾等)所產(chǎn)生的錯(cuò)誤稱為突發(fā)錯(cuò)。差錯(cuò)的嚴(yán)重程度由誤碼率來衡量。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.1.3差錯(cuò)控制所謂差錯(cuò)是指接收端收到的數(shù)據(jù)與發(fā)送端實(shí)際傳輸差錯(cuò)產(chǎn)生過程2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)傳輸差錯(cuò)產(chǎn)生過程2022/12/23計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(數(shù)據(jù)幀在鏈路傳輸?shù)膸追N情況2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)數(shù)據(jù)幀在鏈路傳輸?shù)膸追N情況2022/12/23計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)1.差錯(cuò)控制的作用與機(jī)制為了有效地提高傳輸質(zhì)量，一種方法是改善通信系統(tǒng)的物理性能，使誤碼的概率降低到滿足要求的程度。另一種方法是差錯(cuò)控制，它是利用編碼的手段將傳輸中產(chǎn)生的錯(cuò)碼檢測出來，并加以糾正。差錯(cuò)控制：是指在數(shù)據(jù)通信過程中，發(fā)現(xiàn)、檢測差錯(cuò)，對差錯(cuò)進(jìn)行糾正而把差錯(cuò)限制在數(shù)據(jù)傳輸所允許的盡可能小的范圍內(nèi)的技術(shù)和方法。差錯(cuò)控制編碼：檢錯(cuò)碼和糾錯(cuò)碼。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)1.差錯(cuò)控制的作用與機(jī)制為了有效地提高傳輸質(zhì)量，一種方法是差錯(cuò)控制方法反饋重發(fā)糾錯(cuò)實(shí)現(xiàn)機(jī)制停止等待方式：2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)差錯(cuò)控制方法反饋重發(fā)糾錯(cuò)實(shí)現(xiàn)機(jī)制停止等待方式：2022/12連續(xù)工作方式：拉回方式選擇重發(fā)方式2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)連續(xù)工作方式：2022/12/23計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)2022/12/23計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.1.4流量控制流量控制的作用就是使發(fā)送方所發(fā)出的數(shù)據(jù)流量不要超過接收方所能接收的速率。流量控制的關(guān)鍵是需要有一種信息反饋機(jī)制，使發(fā)送方能了解接收方是否具備足夠的接收及處理能力。停止等待協(xié)議也可以實(shí)現(xiàn)流量控制,但效率低。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.1.4流量控制流量控制的作用就是使發(fā)送方所發(fā)出的數(shù)窗口機(jī)制發(fā)送窗口WT=5，接收窗口WR=1圖（a）:剛開始發(fā)送時(shí)的情況，在發(fā)送窗口內(nèi)的序號(hào)的數(shù)據(jù)幀就是可以發(fā)送的數(shù)據(jù)幀，若發(fā)送方發(fā)送完5個(gè)幀（0～4號(hào)幀）后，仍未收到任何確認(rèn)信息，則停止發(fā)送，進(jìn)入等待狀態(tài)。圖（b）:接收方已正確接收0號(hào)幀并發(fā)送確認(rèn)幀，同時(shí)接收窗口向前滑動(dòng)，準(zhǔn)備接收1號(hào)幀；發(fā)送方收到確認(rèn)信息，發(fā)送窗口向前滑動(dòng)1個(gè)序號(hào)，5號(hào)幀落入發(fā)送窗口，可以發(fā)送5號(hào)幀。圖（c）:接收方已正確接收0～3號(hào)幀并發(fā)出確認(rèn)幀，接收窗口繼續(xù)向前滑動(dòng)，準(zhǔn)備接收4號(hào)幀；發(fā)送方收到確認(rèn)信息，發(fā)送窗口向前滑動(dòng)3個(gè)序號(hào)，6、7、0號(hào)幀落入發(fā)送窗口，可以發(fā)送。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)窗口機(jī)制發(fā)送窗口WT=5，接收窗口WR=12022/12/4.1.5鏈路管理

鏈路管理功能用于面向連接的服務(wù)。在鏈路兩端的節(jié)點(diǎn)要進(jìn)行通信前，必須首先確認(rèn)對方已處于就緒狀態(tài)，并交換一些必要的信息以對幀序號(hào)初始化，然后才能建立連接。在傳輸過程中則要維持該連接。如果出現(xiàn)差錯(cuò)，需要重新初始化，重新自動(dòng)建立連接。傳輸完畢后要釋放連接。數(shù)據(jù)鏈路層連接的建立、維持和釋放就稱作鏈路管理。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.1.5鏈路管理鏈路管理功能用于面向連接的服務(wù)。在鏈1.無確認(rèn)的無連接服務(wù)方式兩個(gè)相鄰機(jī)器之間在發(fā)送數(shù)據(jù)幀之前，事先不建立連接，事后也不存在釋放連接；源機(jī)器向目標(biāo)機(jī)器發(fā)送獨(dú)立的數(shù)據(jù)幀，而目的機(jī)器不對收到的幀作確認(rèn)。這類服務(wù)通常適用于誤碼率很低的信道，如大多數(shù)局域網(wǎng)都使用這種無確認(rèn)的無連接服務(wù)方式。4.2數(shù)據(jù)鏈路層提供的基本服務(wù)2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)1.無確認(rèn)的無連接服務(wù)方式4.2數(shù)據(jù)鏈路層提供的基本服務(wù)4.2數(shù)據(jù)鏈路層所提供的基本服務(wù)2.有確認(rèn)的無連接服務(wù)方式不需要建立連接，源機(jī)器向目標(biāo)機(jī)器發(fā)送獨(dú)立的數(shù)據(jù)幀，但是接收站點(diǎn)要對收到的每一幀作確認(rèn)，即在收到數(shù)據(jù)幀之后回送一個(gè)確認(rèn)幀，而發(fā)送站點(diǎn)在收到確認(rèn)幀之后才會(huì)發(fā)送下一幀。當(dāng)在一個(gè)確定的時(shí)間段內(nèi)沒有收到確認(rèn)幀時(shí)，發(fā)送方就認(rèn)為所發(fā)送的數(shù)據(jù)幀丟失并自動(dòng)重發(fā)此幀。自動(dòng)重發(fā)可能會(huì)產(chǎn)生接收站點(diǎn)收到重復(fù)的數(shù)據(jù)幀的問題。適用于像無線網(wǎng)之類的不可靠信道。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.2數(shù)據(jù)鏈路層所提供的基本服務(wù)2.有確認(rèn)的無連接服務(wù)方4.2數(shù)據(jù)鏈路層所提供的基本服務(wù)3.確認(rèn)的面向連接服務(wù)方式發(fā)送數(shù)據(jù)之前，先建立連接，然后才會(huì)啟動(dòng)幀的傳送。在發(fā)送數(shù)據(jù)階段，要為所傳送的每一幀都要編上號(hào)，數(shù)據(jù)鏈路層提供相應(yīng)的確認(rèn)和流量控制機(jī)制來保證每一幀都只被正確接收一次，并保證所有幀都按正確的順序被接收。傳輸完成之后，要拆除或釋放所建立的連接。該服務(wù)方式分：鏈路建立階段、數(shù)據(jù)傳輸階段和鏈路拆除階段。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.2數(shù)據(jù)鏈路層所提供的基本服務(wù)3.確認(rèn)的面向連接服務(wù)方4.3高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議HDLC高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制（HDLC）是一個(gè)在同步網(wǎng)上傳輸數(shù)據(jù)、面向位的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，它是由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）制訂的。HDLC是面向比特的協(xié)議，其支持全雙工通信，采用位填充的成幀技術(shù)，以滑動(dòng)窗口協(xié)議進(jìn)行流量控制。4.3.1HDLC的幀格式HDLC的功能集中體現(xiàn)在了HDLC幀格式中。HDLC的幀格式如圖4.4所示。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.3高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議HDLC高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制（HDL4.3高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議HDLC標(biāo)志F地址A控制C數(shù)據(jù)Data幀校驗(yàn)序列FCS標(biāo)志F長度(位)888可變168圖4.4HDLC幀格式及控制字段的結(jié)構(gòu)0N(S)P/FN(R)1P/FN(R)1P/FN(R)01SM信息幀：監(jiān)控幀：無編號(hào)幀：比特序號(hào)：123456782023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.3高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議HDLC標(biāo)志F地址A控制C數(shù)據(jù)D4.3高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議HDLC幀頭和幀尾的位模式串“01111110”為幀的開始和結(jié)束標(biāo)記(flag)。A是地址字段，8位。對于命令幀，存放接收站地址；對于響應(yīng)幀，存放發(fā)送響應(yīng)幀的站點(diǎn)地址。C是控制字段，8位，該字段是HDLC協(xié)議關(guān)鍵部分。HDLC的三種幀：信息幀、監(jiān)控幀和無序號(hào)幀。data是數(shù)據(jù)字段，包含任意信息且可以是任意長的。FCS是校驗(yàn)序列字段，采用16位的CRC校驗(yàn)。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.3高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議HDLC幀頭和幀尾的位模式串“04.3高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議HDLC4.3.2HDLC用于實(shí)現(xiàn)面向連接的可靠傳輸圖4.5給出了將HDLC用于實(shí)現(xiàn)有確認(rèn)的面向連接數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)的例子。圖4.5為正常傳輸，其中將無序號(hào)幀用于鏈路連接的建立、維護(hù)與拆除；將信息幀用于發(fā)送數(shù)據(jù)并實(shí)現(xiàn)捎帶的幀確認(rèn)。

2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.3高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議HDLC4.3.2HDLC用4.3高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議HDLC圖4.5有確認(rèn)的面向連接HDLC連接建立、數(shù)據(jù)傳輸和連接拆除11P/FMAMA發(fā)送無符號(hào)幀請求建立連接：B11P/FMMB發(fā)送無符號(hào)幀確認(rèn)建立連接：0P/F00A發(fā)送編號(hào)為0的數(shù)據(jù)幀：0P/F01A發(fā)送編號(hào)為1的數(shù)據(jù)幀：0P/F20B發(fā)送編號(hào)為0的數(shù)據(jù)幀，并對A的第1幀進(jìn)行確認(rèn)：A發(fā)送無符號(hào)幀請求斷開連接：11P/FMM11P/FMMB發(fā)送無符號(hào)幀確認(rèn)斷開連接：2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.3高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議HDLC圖4.5有確認(rèn)的面向4.3高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議HDLC4.6則表示出現(xiàn)差錯(cuò)后的處理過程，但省略了關(guān)于連接建立的過程。由于B方?jīng)]有數(shù)據(jù)幀要發(fā)送給A方，所以不能利用信息幀的捎帶來反饋幀出錯(cuò)信息，只有專門發(fā)送一個(gè)監(jiān)控幀用于告訴A方數(shù)據(jù)幀傳輸出錯(cuò)并同時(shí)給出建議的差錯(cuò)控制方式，顯然在該例子中差錯(cuò)控制采用了選擇重發(fā)方式。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.3高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議HDLC4.6則表示出現(xiàn)差錯(cuò)后的4.3高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議HDLC11P/FMAMA發(fā)送編號(hào)為3的數(shù)據(jù)幀：B11P/FMMB發(fā)送編號(hào)為0的數(shù)據(jù)幀，并對A的第1幀進(jìn)行確認(rèn)：0P/F12A發(fā)送編號(hào)為2的數(shù)據(jù)幀，并對B的第0幀進(jìn)行確認(rèn)：0P/F13A發(fā)送編號(hào)為3的數(shù)據(jù)幀：B發(fā)送監(jiān)控幀報(bào)告第2幀出錯(cuò)，并要求選擇重發(fā)：10P/F2110P/F010P/F210P/F12A重發(fā)編號(hào)為2的數(shù)據(jù)幀0P/F14A繼續(xù)發(fā)送編號(hào)為4的數(shù)據(jù)幀：B發(fā)送關(guān)于第4幀進(jìn)行確認(rèn)：0P/F21圖4.6有確認(rèn)的面向連接HDLC差錯(cuò)控制的實(shí)現(xiàn)連接建立、數(shù)據(jù)傳輸和連接拆除A發(fā)送無符號(hào)幀請求斷開連接：B發(fā)送無符號(hào)幀確認(rèn)斷開連接：2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.3高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議HDLC11P/FMAMA發(fā)4.4點(diǎn)對點(diǎn)PPP協(xié)議PPP是點(diǎn)對點(diǎn)協(xié)議，它是一個(gè)工作于數(shù)據(jù)鏈路層的廣域網(wǎng)協(xié)議。PPP由IETF開發(fā)，目前已被廣泛使用并成為國際標(biāo)準(zhǔn)。無論是同步電路還是異步電路，PPP協(xié)議都能夠建立路由器之間或者主機(jī)到網(wǎng)絡(luò)之間的連接。利用MODEM進(jìn)行撥號(hào)上網(wǎng)(163、169、165等)就是使用PPP實(shí)現(xiàn)主機(jī)到網(wǎng)絡(luò)連接的典型例子。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.4點(diǎn)對點(diǎn)PPP協(xié)議PPP是點(diǎn)對點(diǎn)協(xié)議，它是一個(gè)工作于數(shù)4.4點(diǎn)對點(diǎn)PPP協(xié)議圖4.7PPP提供多種連接2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.4點(diǎn)對點(diǎn)PPP協(xié)議圖4.7PPP提供多種連接2024.4.1PPP的特性PPP協(xié)議是目前使用廣泛的廣域網(wǎng)協(xié)議，具有以下特性：能夠控制數(shù)據(jù)鏈路的建立；能夠?qū)P地址進(jìn)行分配和使用；允許同時(shí)采用多種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議；能夠配置和測試數(shù)據(jù)鏈路；能夠進(jìn)行錯(cuò)誤檢測；有協(xié)商選項(xiàng)，能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)層的地址和數(shù)據(jù)壓縮等進(jìn)行協(xié)商。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.4.1PPP的特性PPP協(xié)議是目前使用廣泛的廣域網(wǎng)協(xié)議4.4點(diǎn)對點(diǎn)PPP協(xié)議

PPP是現(xiàn)在主流的一種國際標(biāo)準(zhǔn)WAN封裝協(xié)議，可支持如下連接類型：同步串行連接異步串行連接ISDN連接HSSI連接2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.4點(diǎn)對點(diǎn)PPP協(xié)議PPP是現(xiàn)在主流的一種國際標(biāo)準(zhǔn)WAPPP作為第二層的協(xié)議，在物理上可使用各種不同的傳輸介質(zhì)，包括雙絞線、光纖及無線傳輸介質(zhì)，在數(shù)據(jù)鏈路層提供了一套解決鏈路建立、維護(hù)、拆除和上層協(xié)議協(xié)商、認(rèn)證等問題的方案；在幀的封裝格式上，PPP采用的是一種HDLC的變化形式；其對網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的支持則包括了多種不同的主流協(xié)議，如IP和IPX等。

4.4.2PPP的組成2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)PPP作為第二層的協(xié)議，在物理上可使用各種不同的傳輸介質(zhì)，4.4點(diǎn)對點(diǎn)PPP協(xié)議圖4.8給出了PPP的體系結(jié)構(gòu)，其中，鏈路控制協(xié)議LCP(LinkControlProtocol)用于數(shù)據(jù)鏈路連接的建立、配置與測試，NCP(NetworkControlProtocols)則是一組用來建立和配置不同的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。4.4.3PPP會(huì)話建立的過程PPP提供了建立、配置、維護(hù)和終止點(diǎn)到點(diǎn)連接的方法。PPP經(jīng)過以下4個(gè)階段在一個(gè)點(diǎn)到點(diǎn)的鏈路上建立通信連接。1.鏈路的建立和配置協(xié)調(diào)：通信的發(fā)起方發(fā)送LCP幀來配置和檢測數(shù)據(jù)鏈路。LCP幀有鏈路建立幀、鏈路終止幀和鏈路維護(hù)幀三種。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.4點(diǎn)對點(diǎn)PPP協(xié)議圖4.8給出了PPP的體系結(jié)構(gòu)，其4.4點(diǎn)對點(diǎn)PPP協(xié)議

第三層協(xié)議認(rèn)證和其他選項(xiàng)鏈接控制協(xié)議同步或異步物理介質(zhì)物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層IPIPXPPP圖4.8PPP協(xié)議結(jié)構(gòu)IPCPIPXCP其他協(xié)議網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.4點(diǎn)對點(diǎn)PPP協(xié)議第三層協(xié)議認(rèn)證和其他選項(xiàng)同步或4.4點(diǎn)對點(diǎn)PPP協(xié)議2.鏈路質(zhì)量檢測：在鏈路建立、協(xié)調(diào)之后。這一階段是可選的。主要用于對鏈路質(zhì)量進(jìn)行測試，以確定其能否為上層所選定的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議提供足夠的支持，另外若連接的雙方已經(jīng)要求采用安全認(rèn)證，則在該階段還要按所選定的認(rèn)證方式進(jìn)行相應(yīng)的身份認(rèn)證。3.網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議配置協(xié)調(diào)：通信的發(fā)起方發(fā)送NCP幀以選擇并配置網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。4.關(guān)閉鏈路：通信鏈路將一直保持到LCP或NCP幀關(guān)閉鏈路或者是發(fā)生一些外部事件（如空閑時(shí)間超長或用戶干預(yù)）。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.4點(diǎn)對點(diǎn)PPP協(xié)議2.鏈路質(zhì)量檢測：在鏈路建立、協(xié)調(diào)之4.5數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備與組件數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備與組件是指那些同時(shí)具有物理層和數(shù)據(jù)鏈路層功能的設(shè)備或組件。網(wǎng)卡,網(wǎng)橋,交換機(jī)4.5.1網(wǎng)卡網(wǎng)卡NIC是局域網(wǎng)中提供各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)通信介質(zhì)相連的接口。網(wǎng)卡插在主機(jī)板的擴(kuò)展槽上，包括接口控制電路、數(shù)據(jù)緩沖器、數(shù)據(jù)鏈路控制器、編碼解碼電路、內(nèi)收發(fā)器、介質(zhì)接口裝置等六大部分。網(wǎng)卡主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收、幀的封裝與拆封、編碼與解碼、串/并和并/串、介質(zhì)訪問控制和數(shù)據(jù)緩存等功能。因?yàn)榫W(wǎng)卡的功能涵蓋了OSI模型的物理層與數(shù)據(jù)鏈路層，所以通常將其歸于數(shù)據(jù)鏈路層的組件。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.5數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備與組件數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備與組件是指那些4.5數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備與組件網(wǎng)卡地址，固化在網(wǎng)卡上的，全球唯一。48位。70億個(gè)。24bit表示生產(chǎn)廠商，后24bit為生產(chǎn)廠商所分配的產(chǎn)品序列號(hào)。IRQ（中斷請求）：常用IRQ3I/O端口地址：缺省300H,避免沖突內(nèi)存地址引導(dǎo)芯片:無盤啟動(dòng)ROM芯片2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.5數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備與組件網(wǎng)卡地址，固化在網(wǎng)卡上的，全球4.5數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備與組件按照網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不同可分為以太網(wǎng)卡、令牌環(huán)網(wǎng)卡、FDDI網(wǎng)卡等。目以太網(wǎng)網(wǎng)卡最常見。按照傳輸速率，單單以太網(wǎng)卡就提供了10Mbps、100Mbps、1000Mbps和10Gbps等多種速率。數(shù)據(jù)傳輸速率是網(wǎng)卡的一個(gè)重要指標(biāo)。按照總線類型分類，網(wǎng)卡可分為ISA總線網(wǎng)卡、EISA總線網(wǎng)卡、PCI總線網(wǎng)卡及其他總線網(wǎng)卡等。按照所支持的傳輸介質(zhì)，網(wǎng)卡可分為雙絞線網(wǎng)卡、粗纜網(wǎng)卡、細(xì)纜網(wǎng)卡、光纖網(wǎng)卡和無線網(wǎng)卡。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.5數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備與組件按照網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不同可分為以太網(wǎng)4.5數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備與組件網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序驅(qū)動(dòng)程序是一種控制特定設(shè)置的硬件級(jí)程序，NIC驅(qū)動(dòng)程序是網(wǎng)卡與OS的接口。網(wǎng)卡與介質(zhì)連接粗纜：T型接頭和AUI接頭和終結(jié)器。細(xì)纜：T型接頭，BNC接頭和終結(jié)器。雙絞線：RJ45連接器。光纖連接器：ST頭（標(biāo)準(zhǔn)）和SC頭。光纖的主要信號(hào)衰減在連接器上。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.5數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備與組件網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序2022/12/24.5.2網(wǎng)橋網(wǎng)橋工作在OSI模型中數(shù)據(jù)鏈路層的MAC子層。網(wǎng)橋可以將局域網(wǎng)分成兩個(gè)或更多的網(wǎng)段，它通過隔離每個(gè)網(wǎng)段內(nèi)部的數(shù)據(jù)流量，從而增加了每個(gè)節(jié)點(diǎn)所能使用的有效帶寬。網(wǎng)橋是一種將網(wǎng)絡(luò)上的不同網(wǎng)段連接在一起的互聯(lián)設(shè)備，用來實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)段之間的數(shù)據(jù)幀的過濾和轉(zhuǎn)發(fā)。它工作在第二層中,MAC地址，數(shù)據(jù)幀。網(wǎng)橋通常只連接協(xié)議相同的LAN，雖然可以連接不同協(xié)議。網(wǎng)橋各端口的LAN在同一個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò)號(hào)或子網(wǎng)號(hào)2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.5.2網(wǎng)橋網(wǎng)橋工作在OSI模型中數(shù)據(jù)鏈路層的MAC子層4.5.2網(wǎng)橋2.網(wǎng)橋功能(1)物理上擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)一個(gè)網(wǎng)橋可以連接多個(gè)網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)又可以使用多個(gè)網(wǎng)橋與其他網(wǎng)絡(luò)互連。(2)數(shù)據(jù)過濾功能在網(wǎng)橋中，要維持一個(gè)交換表，該表給出關(guān)于網(wǎng)橋不同接口所連主機(jī)的MAC地址信息。網(wǎng)橋根據(jù)數(shù)據(jù)幀中的目的地址判斷是否轉(zhuǎn)發(fā)該幀。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.5.2網(wǎng)橋2.網(wǎng)橋功能2022/12/23計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)4.5.2網(wǎng)橋(3)邏輯劃分網(wǎng)絡(luò)的功能通過對幀的過濾，網(wǎng)橋?qū)崿F(xiàn)了物理網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部通信的相互隔離，源和目標(biāo)在同一物理網(wǎng)段中的數(shù)據(jù)幀由于網(wǎng)橋的數(shù)據(jù)過濾作用是不會(huì)被轉(zhuǎn)發(fā)或滲透到其他網(wǎng)段中的。將網(wǎng)橋所具備的這種隔離功能稱為邏輯劃分網(wǎng)絡(luò)的功能。(4)數(shù)據(jù)推進(jìn)功能網(wǎng)橋根據(jù)數(shù)據(jù)過濾的結(jié)果實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)幀的轉(zhuǎn)發(fā)。(5)幀格式轉(zhuǎn)換功能當(dāng)數(shù)據(jù)幀通過網(wǎng)橋到達(dá)另一個(gè)執(zhí)行不同局域網(wǎng)協(xié)議的LAN時(shí)，網(wǎng)橋還能夠?qū)袷竭M(jìn)行轉(zhuǎn)換處理。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.5.2網(wǎng)橋(3)邏輯劃分網(wǎng)絡(luò)的功能2022/12/23.網(wǎng)橋分類本地橋(內(nèi)橋和外橋)，遠(yuǎn)程橋（公網(wǎng)）。網(wǎng)橋本地網(wǎng)段1本地網(wǎng)段2網(wǎng)橋1網(wǎng)段1網(wǎng)段2網(wǎng)橋2公用網(wǎng)2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)3.網(wǎng)橋分類網(wǎng)橋本地網(wǎng)段1本地網(wǎng)段2網(wǎng)橋1網(wǎng)段1網(wǎng)段2網(wǎng)橋內(nèi)橋：它是文件服務(wù)器的一部分。在服務(wù)器中利用不同的網(wǎng)卡把LAN連接起來。外橋：是獨(dú)立于被連接網(wǎng)絡(luò)之外的、實(shí)現(xiàn)兩個(gè)相似的不同LAN之間的連接設(shè)備(專用或非專用）服務(wù)器(內(nèi)橋)外橋3.網(wǎng)橋分類2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)內(nèi)橋：它是文件服務(wù)器的一部分。在服務(wù)器中利用不同的網(wǎng)卡把LA4.透明網(wǎng)橋的工作原理透明網(wǎng)橋安裝方便，主機(jī)透明。不選最好。工作原理：維護(hù)地址表(端口號(hào)和主機(jī)地址）自動(dòng)學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)的拓樸結(jié)構(gòu)過濾本網(wǎng)段幀轉(zhuǎn)發(fā)異網(wǎng)段的幀如果目的網(wǎng)不知道，則廣播該幀。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.透明網(wǎng)橋的工作原理2022/12/23計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)

4.5.3交換機(jī)1.交換技術(shù)的基本原理局域網(wǎng)交換技術(shù)是OSI參考模型中的第二層——數(shù)據(jù)鏈路層上的技術(shù)，所謂“交換”實(shí)際上就是指轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀。多端口網(wǎng)橋。在數(shù)據(jù)通信中，所有交換機(jī)執(zhí)行兩個(gè)操作：交換數(shù)據(jù)幀，將從輸入介質(zhì)上收到的數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)至相應(yīng)的輸出介質(zhì)；維護(hù)交換操作，構(gòu)造和維護(hù)交換地址表。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.5.3交換機(jī)1.交換技術(shù)的基本原理2022/12

4.5.3交換機(jī)（1）交換數(shù)據(jù)幀交換機(jī)根據(jù)數(shù)據(jù)幀的MAC地址進(jìn)行數(shù)據(jù)幀的轉(zhuǎn)發(fā)操作:如果數(shù)據(jù)幀的目的MAC地址是廣播地址或者組播地址，則向交換機(jī)所有端口轉(zhuǎn)發(fā)（除數(shù)據(jù)幀來的端口）。如果數(shù)據(jù)幀的目的地址是單播地址，但是這個(gè)地址并不在交換機(jī)的地址表中，那么也會(huì)向所有的端口轉(zhuǎn)發(fā)。如果數(shù)據(jù)幀的目的地址在交換機(jī)的地址表中，那么就根據(jù)地址表轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的端口。

如果數(shù)據(jù)幀的目的地址與數(shù)據(jù)幀的源地址在一個(gè)網(wǎng)段上，它就會(huì)丟棄這個(gè)數(shù)據(jù)幀，交換也就不會(huì)發(fā)生。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.5.3交換機(jī)（1）交換數(shù)據(jù)幀2022/12/23

4.5.3交換機(jī)①當(dāng)主機(jī)D發(fā)送廣播幀時(shí)，交換機(jī)從E3端口接收到目的地址為ffff.ffff.ffff的數(shù)據(jù)幀，則向E0、E1、E2和E4端口轉(zhuǎn)發(fā)。②當(dāng)主機(jī)D與E主機(jī)通信時(shí)，交換機(jī)從E3端口接收到目的地址為0260.8c01.5555的數(shù)據(jù)幀，查找0260.8c01.5555并不在表中，因此交換機(jī)仍然向E0、E1、E2和E4端口轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)幀。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.5.3交換機(jī)①當(dāng)主機(jī)D發(fā)送廣播幀時(shí)，交換機(jī)從E3端

4.5.3交換機(jī)③當(dāng)主機(jī)D與主機(jī)F通信時(shí)，交換機(jī)從E3端口接收到目的地址為0260.8c01.6666的數(shù)據(jù)幀，查找地址表后發(fā)現(xiàn)0260.8c01.6666也位于E3端口，即與源地址處于同一個(gè)網(wǎng)段，所以交換機(jī)不會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)幀，而是直接丟棄。

④當(dāng)主機(jī)D與主機(jī)A通信時(shí)，交換機(jī)從E3端口接收到目的地址為0260.8c01.1111的數(shù)據(jù)幀，查找地址表后發(fā)現(xiàn)0260.8c01.1111位于E0端口，所以交換機(jī)將數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)至E0端口，這樣主機(jī)A即可收到該數(shù)據(jù)幀。2023/1/1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)用教程(第3版)4.5.3交換機(jī)③當(dāng)主機(jī)D