基本概念:
鏈路:物理的線路如網線
數據鏈路:網卡+物理線路+協議構成。
數據鏈路層傳輸的是幀,有幀頭和幀尾。常常在對等的兩個數據鏈路層之間畫出 一個數字管道。
三個要解決的基本問題。
封裝成幀:確定幀的界限。首部和尾部重要作用就是給幀定界,MTU部分最大不能超過1500個字節。
透明傳輸:當“數據部分”出現頭或尾時識別問題。
當出現SOH和EOT時插入一個“ESC”字符(十六進制1B)。
差錯控制
誤碼率:在一段時間內,傳輸錯誤的比物佔所傳輸比特總數的比率:
比較廣泛使用CRC檢驗。
得到的餘數叫FCS(幀檢驗序列)在數據後面添加上的冗餘碼稱爲FCS。冗餘碼有多種產生方式,CRC並不是唯一產生方法。
是一種無比特差錯,而不是無傳輸差錯的檢驗機制。不糾錯。
點到點數據通信:
PPP協議(point to point Protocol)撥號上網、計賬,實名驗證功能。
1994年PPP協議已成爲因特網的正式標準{RFC 1661},由三部分組成:
ppp協議的幀格式:
透明傳輸問題:信息段中出現標誌性字段解決方法:如果是字節的情況:
PPP協議用在SONET/SDH鏈路時,是使用同步傳輸(一連串的比特連續傳送)而不是異步傳輸。在這種情況下,PPP協議採用零比特填充方法來實現透明傳輸。
零比特填充方法:如圖:
PPP協議的工作狀態:
使用廣播信道的數據鏈路層:
局域網特點:一個單位所擁有,距離和電腦數量有限。但帶寬可以保證。
優點:具有廣播功能, 很方便訪問全網,共享各種硬件和軟件資源。
便於系統擴展,設備位置可以靈活調整和改變。
提高系統的可靠性,可用性和生存性。
共享通信媒體:(信道)
靜態劃分信道:
頻分複用
時分複用
碼分複用
波分複用
碼分複用,不適合以太網的情況。
動態媒體接入控制(多點接入)
隨機接入(主要被以太網所採用)
受控接入如多點線路探詢,或輪詢(目前已經不被採用)
以太網所使用的 協議
載波監聽多點接入/碰撞檢測 CSMA/CD協議
碰撞檢測:
碰撞 發生後,會立即停止通信,等一個隨機時間再發起通信。
CSMA/CD協議只能進行半雙工通信。
爭用期:很重要
發生衝突後的算法:二進制指數類型退避算法(不是用戶來實現,而是由協議來實現)
以太局域網
兩個標準:
以太網與數據鏈路層的兩個子層
802協會爲使數據鏈路層更好適應多種局域網協議標準 ,分成兩個子層;
由於TCP/IP體系經常使用的局域網是DIX Ethernet V2而不是802.3標準中的幾種局域網,因此很多廠家適配器僅裝有MAC 協議了
以太網提供的服務是不可靠的交付,即盡最大努力的交付
當收到有差錯幀時就丟棄,其他什麼也不做。差錯的糾正(或重傳)由高層來決定。
集線器,使用電子器件來模擬實際電纜線的工作,邏輯上仍是一個總線網,典型的使用CSMA/CD協議,並共享邏輯上總線。多接呂轉發器,工作在物理層。
10Base-T標準,雙絞線以太網是一個重要的里程碑,爲以太網在局域網中的統治地位奠定了牢固的基礎10Mb/s,距離不超過100米
以太網信道的利用率:
信道利用率參數a,是以太網單程端到端時延與幀發送時間之比。
對以太網參數的要求:
當數據率一定時,以太網連線的長度受到限制,否則 τ數值太大
以太網的幀長不能太短,否則To的值會太小,使a值太大
信道利用率的最大值
理想下,無碰撞,一有空閒就發送數據,其實是不可能出現的。
MAC地址:前24位是廠家(需要向IEEE註冊管理機構RA申請)後24位廠家指派。
每收到一個MAC幀先用硬件檢查MAC地址,如果是自己收下,不是自己的丟棄。
發往本站幀有三種:
單播unicast一對一
廣播broadcast一對全體
多播multicast一對多:由IP地址構造出來的,相當於頻道。
以太網V2 MAC幀格式:
無效MAC幀:
幀長度不是整數個字節
FCS查出有錯
數據長度不在46到1500字節之間
有效幀長度爲46到1518字節之間
查出無效幀丟掉,以太網不負責重傳。
幀間最小的間隔是9.6us,相當於96比特的發送時間,爲接和收緩存處理做準備。
擴展以太網:使用網橋和交換機優化以太網
物理層考慮擴展,用集線器,降低了效率
數據鏈路層擴展,網橋,它根據MAC幀的目的地址對收到的幀進行轉發,網橋具有過濾功能,並不是向所有口轉發,而是先檢查此幀的目的MAC地址,然後再確定將該幀轉發到哪一個接口。
網橋具有自學習算法,記錄下源地址接口,然後找有沒有這個地址表裏有沒有目的地址,沒有就羣發,有的話,就不再羣發了。隔離了衝突域。
網橋內部結構:爲避免產生轉發的幀在網絡中兜圈子,網橋使用了生成樹算法。
數據鏈路層生成樹過程:
爲了得出反映網絡拓撲變化的生成樹,在生成樹的根網橋每隔一段時間還要對生成樹的拓撲進行更新。
先指定一個根地址,然後再找離根比較近的(主要看帶寬)這就是指定端口,指定端口是轉發用戶數據的,其他沒有選上的端口,不再轉發用戶數據。於是廣播就不再通過這些端口,也就形成不了環。
遠程重啓服務器:cmd 下輸入:( 明天可以驗證一下)
shutdown -m \\IP地址 -r
虛擬局域網:(實際應用中比較有用的)
LAN就是局域網的意思。
交換機的使用,使VLAN(虛擬局域網)成爲可能。VLAN是由一些局域網段構成的與物理位置無關邏輯組。
一個VLAN=一個廣播域=邏輯網段,這樣的話,更安全,更靈活
VLAN幹道鏈路和訪問鏈路:
幹道可以跑多個VLAN的數據,通過加標記來區分,如果只需要單一VLAN的數據通過就可以配置爲訪問鏈路。
高速以太網:
10M以太網稱爲標準以太網
100M高速以太網
100BASE——T又稱爲快速以太網,物理層又分爲
:使用2對UTP 5類線或屏蔽雙絞線STP
100BASE-FX:使用2對光纖
100BASE-T4:使用4對UTP3類線或5類線
100BASE——T特點:
爲什麼是全雙工,因爲交換機具有存儲轉發功能。
吉比特以太網:
吉比特以太網物理層
交換機上實現接入安全?
1、只允許一個口接一個MAC地址,即端口和MAC地址綁定
2、交換上只允許接一臺計算機