第5章鏈路層和局域網(wǎng)

數(shù)據(jù)鏈路差錯檢測和糾錯多 協(xié)鏈路層以太互聯(lián)PPP：點對點年月 ..術(shù)數(shù)據(jù)鏈路層的主要年月 數(shù)據(jù)鏈路層的簡單主機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)鏈路層的簡單主機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地址標識源和目的（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（無線鏈路年年月 ..鏈路層提供的年月 ..適配器查找錯誤,可靠交付年月 差錯檢差錯檢D’D’中的所特正確檢測到差d數(shù)據(jù)比易出現(xiàn)比特差錯的EDCErrorDetectionandCorrectionbits 年月

二維奇偶校驗

行校d d列列校校校驗無差無差校驗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)序校驗和累加求和，計算和的1發(fā) 得到的校驗和值放入PDU校驗和字檢查計算出的校驗和與校驗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(生成多項式)，表示為目標：選擇r個CRC比特，R，以接收方已知G，用G去除<D,R，若余數(shù)非0，則檢測到 數(shù)學公年月數(shù)學公 D*2rXORR=D*2r=nGXOR即年月 多 協(xié)兩種鏈802.11無線年月 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”（時隙、頻率、編碼隨 年月 多 協(xié)信道劃分協(xié)TDMA(TimeDivisionMultiple 例如：6-LAN時隙1,3,4有數(shù)據(jù)發(fā)送2,5,6的年月 多 協(xié)統(tǒng)計時分復(fù)用用aa統(tǒng)計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簡寫，ALOHA恰好因群島位置的散為節(jié)省費用和易于組由于采用無線電信道，考慮到無法申 的頻率點，因而所有點都使用統(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)點成功概率P(給定節(jié)點傳送.(1-p)N-1.(1-p)N-=p.(1-p)2(N-…選擇最合適p,n趨于無窮，取極限=1/(2e)= 多 協(xié)時隙重幀到

幀到幀到 幀到年月 多 協(xié)時隙ALOHA的工作效P(給定節(jié)點成功概率P(給定節(jié)點傳送=p.(1-p)N-選擇最合適p,n趨于無窮，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。若進行載波時發(fā)現(xiàn)信道空閑，則將準年月 .多址CSMA分1堅持到信道空閑時，便將數(shù)據(jù)送出。若發(fā)生，站點就等待P堅持 年月 多 協(xié)CSMA比1堅持：容易在上述這段時間產(chǎn)生。年月 多 協(xié)在無線LANs中比 :傳輸 是關(guān)閉年月 t= AA檢測到發(fā)生

1

Bt=t=t=碰t=2碰

B檢測到發(fā)生碰

年月 t= AA檢測到發(fā)生t=2發(fā)送發(fā)送

1碰碰B檢測到發(fā)生碰

Bt=t=t=AA信道ABt=B檢測到信道空發(fā)送ABt=2AB檢測到發(fā)生碰停止A日B發(fā)ABABABt=/AB發(fā)生t= 多 協(xié)信號(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也能夠檢測到，并立即停止發(fā)送數(shù)據(jù)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)送干擾信號的情年月 多 協(xié)2（兩倍的端到端往返時延）就可知道發(fā)送的數(shù)據(jù) 年月 在重負荷下在重負荷下 多 協(xié)輪流協(xié) 隨 協(xié) 多 協(xié)關(guān)注:輪詢開銷、等待時間、單點失效(主節(jié)點年月 多 協(xié)對于共享介質(zhì)能做什么ALOHA,S-ALOHA,CSMA,載波偵聽:有線“易行”、無線 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，不會改年月 .地址解析協(xié)議根據(jù)目.地址解析協(xié)議年月 ..主機主機主機主機主機廣 建立ARP請求 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請求包自己MAC地址的ARP應(yīng)答包（請注意，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209.0.0.6的硬件地主機A我是知道主機209.0.0.6的硬件地主機AARP請ARPARP請ARP請 A

ARP請 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..主機主機路由器路由器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)12路由器 目標MAC地址目標IP 路由器 ..以太網(wǎng)20世紀70年代由BobMatcalfe和DavidBoggs 以太網(wǎng)匹配電阻（用來吸收總線 的信號 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，間隙會被填 以太網(wǎng)使用的即它中止自己的傳輸即機 適配器在等待K?512比特時間后，返回第2步....目的:適配器重傳時試圖估計正確的負重載第一次碰撞{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)，在爭用期內(nèi)可發(fā)送5126464字節(jié)的幀都是由 而異常中止的無效幀 傳統(tǒng)以太網(wǎng)的物理以太以太接入粗細粗細雙絞10BASE-光10BASE- 10BaseTand10、100代表速T代表雙絞線（Twisted節(jié)點連接到集線器“星形拓撲”在節(jié)點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,電AUI連接件單元接

Vampire總線型用于網(wǎng)絡(luò)骨干

AUI兩站點間最小距2.5

網(wǎng)絡(luò)最大2.8 細同軸電纜，可靠性稍總線型用

BNC 信號編曼 01010011010

01010011010差分曼..集線..吉比特以共享信道時使用CSMA/CD為了得到可接受的?現(xiàn)在已經(jīng)達到10?現(xiàn)在已經(jīng)達到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差錯的幀則緩存，反之將差錯幀網(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 過濾通擴大了局域網(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)，否則有時會因過多廣播信息而 件 ①從端口x收到幀，有差錯則丟棄，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 和時間，設(shè)置計時器，然后轉(zhuǎn)⑧。否則轉(zhuǎn)⑦更新計時器（由于網(wǎng)絡(luò)拓撲經(jīng)常變化，因此，超時記錄要刪除，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——多端以太網(wǎng)交換機——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vs路由兩者都 轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)路由 交換 交換表，實現(xiàn)MAC地址過濾、學習算 集線vs以太網(wǎng)交換vs無有有有無有無有無有無有5.7PPP點到點數(shù)據(jù)鏈路控沒 控PPP(point-to-pointHDLC:Highleveldatalinkcontrol(數(shù)據(jù)鏈路被認為 5.7PPPPPP設(shè)計要求[RFC網(wǎng)絡(luò)層地址協(xié)商端點能獲知/配置相互通信的5.75.7PPPPPP不要求實錯誤恢復(fù)，流量控制，數(shù)據(jù)