链路层

链路层提供的服务
封装成帧
链接点接入
可靠交付
差错检测和纠正

网络适配器由控制器和物理线路组成,作用是处理物理层传过来后上升到链路层,对链路层进行的处理

差错检测和纠正

一般来说,为了检测,会有校验码EDC来保证D数据的正确,所以会有一些多余的开销
,如何让校验码能够在尽可能小的长度内进行有效地差错检测和数据纠正是设计者需要做的。
奇偶检验,通过在后面的检测为加 0 1 来补足偶数奇数,为奇数的为奇校验,偶数为偶校验 引出的问题,单个比特位的差错检测其实很容易,但是多个比特位出差错而且尤其是偶数这样的变化就会导致检测不出(最终偶数奇数未变)

二维奇偶校验 可以检测并纠正,利用行列
XXXX D1 D2 D3 D4 EDC
XXXX 1 1 0 0 0
XXXX 1 0 1 0 0
XEDC 0 1 1 0 0
来通过行列来定位差错比特位
接收方纠错和检测的能力被称为前向纠错 FEC

检验和方法

因特网校验和就是基于检验和方法
即通过二进制加法 然后取反码,最后加在使最后和全为1

循环冗余检测

通过对数据D使用校验码进行XOR余下的余数附加到d数据后,导致可以附加后的数据可以被校验码之后余数为0 所以在传输后检验时,如果没有余数不为0就发生了错误
循环是指xor求余这一循环操作
冗余是指在原数据后附加余数

多路链路访问协议

PPP 点对点链路
多路链路(广播链路)多个发送点,多个接收点
多点链路解决的问题是传输帧时发生碰撞导致无法接受有效信息帧的问题。
基本上划分为三种
信道划分协议 随机接入协议 轮流协议

信道划分协议

TDM FDM 时分复用 频分复用
CDMA 码分多址 利用唯一编码来对发送数据编码而不影响数据发送间的干扰问题
同时也提空了认证问题(即只有编码的人才能收听到相关的信息)

随机接入协议

就是以链路中可传输的最大速度发送帧,当有碰撞时,选择另一随机时间再次发送帧
常用的随机接入协议 ALOHA CSMA
ALOHA 产生碰撞后使用p概率随机发帧,知道发出并且没有产生碰撞位置,时隙高度分散,所以当节点多的有时候会很容易产生碰撞,N个节点成功发送的概率为Np(1-p)**N-1 相对于CSMA没那么常用

载波侦听多路访问 CSMA

两个规则
载波侦听 传输之前先监听一小段时间没有人传输干扰再传输
碰撞检测 传输中检测到发生碰撞 立刻停止传输,然后执行载波侦听过程
合在一起形成完整的具有碰撞检测的载波侦听多路访问 CSMA/CD

检测主要是网络适配器检测出来的,即发送方检测

轮流协议

轮询协议 指定主节点,轮流对其他将要传输的节点发送可传 输的最大数量
用例 802.15 和蓝牙协议
令牌传递协议 持有持有令牌的节点才发送帧,没有主节点,循环传输,1到2,2到3,3到4 N回到1,中间拿到令牌后如果要传输,就传输,不传输就传给下一个节点
用例 光纤分布式数据接口FDDI IEEE802.5令牌环协议

DOCSIS 用于电缆接入因特网的链路层协议

CMTS 电缆调制解调器端接入系统
CMTS 数据经电缆服务接口 规范 DOCSIS使用FDM将下行和上行网络段划分为多个频率信道 下行带宽6MHz 速率最大40Mbps 上行6.4MHz 速率最大30Mbps
因为下行都是CMTS统一发放到相应的电缆调制解调器上,所以一般不会存在碰撞的情况,但是上行信道大家都在向一个CMTS传输自己不同的消息,就会出现
碰撞的情况,一般来说是通过下行MAP帧来指定上行传输的时隙 TDM
最开始确定哪个电缆调制解调器的帧发送,通过特殊的时隙来发送,然后通过下行信道回送帧,来进行交流确定

以太网在20世纪90年代被标准化为100Mbps
目前来讲已经不太会产生碰撞了因为大多数交换机都是全双工

交换机

有缓存,有过滤 ,转发前先缓存
如果没有找到对应表项,就向其他所有接口广播该帧
如果表项相同,就直接转发送
如果接口是来的接口,就直接丢弃
自学习 最开始表为空,通过不停地接收转发包,并且在表中存储转发的目的地址,接口和时间,如果过一段时间没有收到该帧,就删除该表项(老化过程)
交换机,即插即用设备
优点:消除碰撞(因为只传一个帧)
异质链路,使用不同传输速度的链路,并且彼此隔绝
管理:断开异常适配器,而不用打到物理层上去处理
安全问题:
交换机毒化 :利用伪造源MAC地址,填满表,导致没法存储新的表项,交换机只能进行广播帧传输,这时使用嗅探器的恶意主机就可以窃取相关消息帧(难度较高)

交换机和路由器优缺点
交换机:即插即用 相对高的分组过滤和转发速度 (因为在第二层)交换网络的活动拓扑被限制成了一棵生成树(解决碰撞问题) 无法应对广播风暴
路由器:可以选择路径(路由算法),从而导致传输时间比较短,丰富的拓扑结构构成
为二层广播风暴提供防火墙防护,需要配置

虚拟局域网络Vlan

支持Vlan的交换机可以使用 交换机的端口被划分为组,由管理员管理划分虚拟局域网
由VLAN软件实现 不同vlan之间用端口互联进行扩展,但是这样就导致N那个vlan就要N的端口,所以 一般使用干线全部链接,也就是说所有vlan间的帧都在这上面传输,具体的vlan识别利用802.1Q协议帧中来识别制定

MLPS 链路虚拟化

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注