计算机网络--数据链路层--网络层

数据链路层

数据链路层是OSI参考模型中的第二层,介乎于物理层和网络层之间。数据链路层在物理层提供的服务的基础上向网络层提供服务,其最基本的服务是将源自网络层来的数据可靠地传输到相邻节点的目标机网络层。为达到这一目的,数据链路必须具备一系列相应的功能,主要有:如何将数据组合成数据块,在数据链路层中称这种数据块为帧(frame),帧是数据链路层的传送单位;如何控制帧在物理信道上的传输,包括如何处理传输差错,如何调节发送速率以使与接收方相匹配;以及在两个网络实体之间提供数据链路通路的建立、维持和释放的管理。
移动通信系统中Uu口协议的第二层,也叫层二或L2。

数据链路层使用的信道主要有以下两种类型:

(1)点对点信道。(这种信道使用一对一的点对点通信方式)
(1)ppp协议(世界上使用最多的数据链路层协议,例如打电话接入internet)——————————>广域网
0》应满足的功能:简单 —— 这是首要的要求。
封装成帧 —— 必须规定特殊的字符作为帧定界符。
透明性 —— 必须保证数据传输的透明性。
多种网络层协议 —— 能够在同一条物理链路上同时支持多种网络层协议。
多种类型链路 —— 能够在多种类型的链路上运行。
差错检测 —— 能够对接收端收到的帧进行检测,并立即丢弃有差错的帧。
检测连接状态 —— 能够及时自动检测出链路是否处于正常工作状态。
最大传送单元 —— 必须对每一种类型的点对点链路设置最大传送单元 MTU 的标准默认值,促进各 种实现之间的互操作性。
网络层地址协商 —— 必须提供一种机制使通信的两个网络层实体能够通过协商知道或能够配置彼此 的网络层地址。
数据压缩协商 —— 必须提供一种方法来协商使用数据压缩算法
不需要的功能:纠错
流量控制
序号 (只实现无差错传输)
多点线路
半双工或单工链路
1》特性:能够控制数据链路的建立;
能够对IP地址进行分配和使用;
允许同时采用多种网络层协议;
能够配置和测试数据链路;
能够进行错误检测;
有协商选项,能够对网络层的地址和数据压缩等进行协商。
2》组成: 一个将 IP 数据报封装到串行链路的方法。
链路控制协议 LCP (Link Control Protocol)。
网络控制协议 NCP (Network Control Protocol)
3》帧格式:PPP 帧的首部和尾部分别为 4 个字段和 2 个字段。
标志字段 F = 0x7E (符号“0x”表示后面的字符是用十六进制表示。十六进制的 7E 的二进制表示是 01111110)。
地址字段 A 只置为 0xFF。地址字段实际上并不起作用。
控制字段 C 通常置为 0x03。
PPP 是面向字节的,所有的 PPP 帧的长度都是整数字节
——>透明传输(当 PPP 用在同步传输链路时,协议规定采用硬件来完成比特填充(和 HDLC 的做法一样)。当 PPP 用在异步传输时,就使用一种特殊的字符填充法)
4》工作状态:PPP 协议已不是纯粹的数据链路层的协议,它还包含了物理层和网络层的内容。
(2)广播信道。(这种信道使用一对多的广播通信方式,因此过程比较复杂,广播信道上连接的主机很多,因此必须使用专用的共享信道协议来办调这些主机的数据发送。)
(1)特点:可以随意的在网络中添加设备
(2)优点:具有广播功能,从一个站点可很方便地访问全网。局域网上的主机可共享连接在局域网上的各种硬件和软件资源。
便于系统的扩展和逐渐地演变,各设备的位置可灵活调整和改变。
提高了系统的可靠性、可用性和残存性

(3)数据链路层的两个子层
1、逻辑链路控制 LLC (Logical Link Control)子层(作用已经不大了)
2、媒体接入控制 MAC (Medium Access Control)子层:实现一对一通信是通过地址来实现的
(4)适配器
(1)概念:网络接口板又称为通信适配器 (adapter) 或网络接口卡 NIC (Network Interface Card),或“网卡”
(2)功能:进行串行/并行转换。
对数据进行缓存。
在计算机的操作系统安装设备驱动程序。
实现以太网协议
(5)CSMA/CD 协议载波监听多点接入 / 碰撞检测
(1)多点接入:表示许多计算机以多点接入的方式连接在一根总线上
(2)载波监听:是指每一个站在发送数据之前先要检测一下总线上是否有其他计算机在发送数据,如果有,则暂时不要发送数据,以免发生碰撞
(3)碰撞检测——————>检测到碰撞后
(4)信号传播时延对载波监听的影响
(5)重要特性:使用 CSMA/CD 协议的以太网不能进行全双工通信而只能进行双向交替通信(半双工通信)。
每个站在发送数据之后的一小段时间内,存在着遭遇碰撞的可能性。
这种发送的不确定性使整个以太网的平均通信量远小于以太网的最高数据率。
(6)争用期:经过争用期这段时间还没有检测到碰撞,才能肯定这次发送不会发生碰撞(不能随便延长以太网的网线)


局域网虽然是个网络,但我们并不把局域网放在网络层中讨论。这是因为在网络层要讨论的问题是多个网络互连的问题,是讨论分组怎样从一个网络,通过路由器,转发到另一个网络。但从整个互联网来看,局域网仍属于数据链路层的范围。

网络层位于物联网三层结构中的第二层,其功能为“传送”,即通过通信网络进行信息传输。网络层作为纽带连接着感知层和应用层,它由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网等组成,相当于人的神经中枢系统,负责将感知层获取的信息,安全可靠地传输到应用层,然后根据不同的应用需求进行信息处理。

网络层

网络层位于物联网三层结构中的第二层,其功能为“传送”,即通过通信网络进行信息传输。网络层作为纽带连接着感知层和应用层,它由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网等组成,相当于人的神经中枢系统,负责将感知层获取的信息,安全可靠地传输到应用层,然后根据不同的应用需求进行信息处理。

物联网网络层包含接入网和传输网,分别实现接入功能和传输功能。传输网由公网与专网组成,典型传输网络包括电信网(固网、移动通信网)、广电网、互联网、电力通信网、专用网(数字集群)。接入网包括光纤接入、无线接入、以太网接入、卫星接入等各类接入方式,实现底层的传感器网络、RFID网络最后一公里的接入。

物联网的网络层基本上综合了已有的全部网络形式,来构建更加广泛的“互联”。每种网络都有自己的特点和应用场景,互相组合才能发挥出最大的作用,因此在实际应用中,信息往往经由任何一种网络或几种网络组合的形式进行传输。

而由于物联网的网络层承担着巨大的数据量,并且面临更高的服务质量要求,物联网需要对现有网络进行融合和扩展,利用新技术以实现更加广泛和高效的互联功能。物联网的网络层,自然也成为了各种新技术的舞台,如3G/4G通信网络、IPv6、Wi-Fi和WiMAX、蓝牙、ZigBee等等。

发布了49 篇原创文章 · 获赞 12 · 访问量 9765
發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章