數(shù)據(jù)鏈路層基本概念和基本問(wèn)題
? 數(shù)據(jù)鏈路層使用的信道類型：
點(diǎn)對(duì)點(diǎn)信道：一對(duì)一
廣播信道：一對(duì)多
? 鏈路和數(shù)據(jù)鏈路
鏈路：一條鏈路只是一條通路的一個(gè)組成部分
數(shù)據(jù)鏈路：除了物理線路外庸毫，還需要通信協(xié)議
? 幀痹换、幀頭渊额、幀尾因惭、物理層地址
數(shù)據(jù)鏈路層解決的三個(gè)基本問(wèn)題
? 封裝成幀
? 透明傳輸：轉(zhuǎn)義字符
? 差錯(cuò)控制
循環(huán)冗余檢驗(yàn)（CRC）鼻弧，得到的余數(shù)為幀檢驗(yàn)序列FCS（Frame Check Sequence）
使用點(diǎn)到點(diǎn)信道的數(shù)據(jù)鏈路層：PPP協(xié)議
PPP協(xié)議：保證無(wú)差錯(cuò)接受蹋嵌，不保證無(wú)差錯(cuò)傳輸
? 0x0021：IP數(shù)據(jù)包
? 0xC021：
共享通信媒體：
? 靜態(tài)劃分
? 動(dòng)態(tài)劃分
載波監(jiān)聽多點(diǎn)接入/碰撞檢測(cè) 以太網(wǎng)使用CSMA/CD協(xié)議
CSMA/CD表示Carrier Sense Multiple Access with Collison Detection
? “多點(diǎn)接入”表示許多計(jì)算機(jī)以多點(diǎn)接入的方式連接在一起
? “載波監(jiān)聽”是指每一個(gè)站在發(fā)送數(shù)據(jù)之前要檢測(cè)一下總線上是否有其他計(jì)算機(jī)在發(fā)送數(shù)據(jù)，如果有顿仇，則暫時(shí)不要發(fā)送數(shù)據(jù)，以免發(fā)生碰撞
使用CSMA/CD協(xié)議的以太網(wǎng)不能進(jìn)行全雙工通信而只能進(jìn)行雙向交替通信（半雙工通信）
每個(gè)站在發(fā)送數(shù)據(jù)之后的一小段時(shí)間內(nèi)摆马，存在著遭遇碰撞的可能性
這種發(fā)送的不確定性使整個(gè)以太網(wǎng)的平均通信量遠(yuǎn)小于以太網(wǎng)的最高數(shù)據(jù)率
以太網(wǎng)的爭(zhēng)用期
? 以太網(wǎng)的端到端往返時(shí)延2t稱為爭(zhēng)用期，或碰撞窗口鸿吆。通常囤采，取51.2us為爭(zhēng)用期的長(zhǎng)度
? 對(duì)于10Mb/s以太網(wǎng)，在爭(zhēng)用期可發(fā)送512bit惩淳，即64字節(jié)
? 以太網(wǎng)在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)蕉毯，若前64字節(jié)未發(fā)生沖突，則后續(xù)的數(shù)據(jù)就不會(huì)發(fā)生沖突
最短有效幀長(zhǎng)
? 如果發(fā)生沖突思犁，就一定是在發(fā)送的前64字節(jié)之內(nèi)代虾。
? 由于一檢測(cè)到?jīng)_突就立即中止發(fā)送，這時(shí)已經(jīng)發(fā)送出去的數(shù)據(jù)一定小雨64字節(jié)
? 以太網(wǎng)規(guī)定了最短有效真長(zhǎng)為64字節(jié)激蹲，凡長(zhǎng)度小于64字節(jié)的幀都是由于沖突而異常中止無(wú)效幀棉磨。
二進(jìn)制指數(shù)類型退避算法
? 確定基本退避時(shí)間，一般是取為爭(zhēng)用期2t学辱。
? 定義參數(shù)k乘瓤，k=Min[重傳次數(shù)，10]
? 從整數(shù)集合[0,1,...,(2^k-1)]中隨機(jī)取出一個(gè)數(shù)策泣，記為r衙傀。重傳所需的時(shí)延就是r倍的基本退避時(shí)間
? 當(dāng)重傳達(dá)16次仍不能成功時(shí)即丟棄該幀，并向高層報(bào)告
以太網(wǎng)的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)
? DIX Ethernet V2是世界上第一個(gè)局域網(wǎng)產(chǎn)品（以太網(wǎng)）
? IEEE的802.3標(biāo)準(zhǔn)
以太網(wǎng)與數(shù)據(jù)鏈路層的兩個(gè)子層
? 邏輯鏈路控制LLC(Logical Link Control)子層
? 媒體接入控制MAC(Medium Access Control)子層
使用集線器的以太網(wǎng)在邏輯上仍然是一個(gè)總線網(wǎng)萨咕，各工作站使用的還是CSMA/CD協(xié)議统抬，并共享邏輯上的總線
集線器標(biāo)準(zhǔn)10BASE-T: 意思是10M帶寬，雙絞線通信
100Base-FX： 100M帶寬，光纖通信
100Base-T4
信道利用率：發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)間占整個(gè)時(shí)間的比值
MAC層的硬件地址(MAC地址)
? IEEE的注冊(cè)管理機(jī)構(gòu)RA負(fù)責(zé)向廠家分配地址字段的前三個(gè)字節(jié)(即高位24)
? 地址字段中的后三個(gè)字節(jié)(即低24位)由廠家自行指派聪建，成為泡影擴(kuò)展標(biāo)識(shí)符钙畔，必須保證生產(chǎn)出的適配器沒有重復(fù)地址
? 一個(gè)地址塊可以生成2^24個(gè)不同的地址。這種48位地址成為MAC-48妆偏，它的通用名稱是EUI-48
? “MAC地址”實(shí)際上就是適配器地址或適配器標(biāo)識(shí)符EUI-48
適配器檢查MAC地址
? 如果是發(fā)往本站的幀則收下刃鳄，然后再進(jìn)行其他的處理
? 否則就將此幀丟棄，不再進(jìn)行其他的處理
“發(fā)往本站的幀”包括以下三種幀：
? 播(unicast)幀(一對(duì)一)
? 廣播(broadcast)幀(一對(duì)全體)
? 多播(multicast)幀(一對(duì)多)
幀間最小間隔9.6us钱骂，相當(dāng)于96bit的發(fā)送時(shí)間
以太網(wǎng)
擴(kuò)展以太網(wǎng)
? 距離擴(kuò)展 100M 光纖
? 集線器級(jí)聯(lián) 使網(wǎng)絡(luò)中計(jì)算機(jī)數(shù)量增加叔锐，組建了一個(gè)大的沖突域
優(yōu)化以太網(wǎng)
在數(shù)據(jù)鏈路層擴(kuò)展局域網(wǎng)是使用網(wǎng)橋(交換機(jī)的前身)(基于MAC地址進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā))
交換機(jī)是存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的(全雙工通信,端口帶寬獨(dú)享)，集線器是收到就發(fā)见秽。
集線器和交換機(jī)連接使用交叉線
高速以太網(wǎng)：速度達(dá)到或超過(guò)100Mb/s的以太網(wǎng)稱為高速以太網(wǎng)
在雙絞線上傳送10Mb/s的基帶信號(hào)的星型拓?fù)湟蕴W(wǎng)愉烙，仍使用IEEE 802.3的CSMA/CD協(xié)議。100BASE-T以太網(wǎng)又稱為快速以太網(wǎng)(Fast Ethernet)
100Base-T以太網(wǎng)的物理層：
? 100BASE-TX：使用2對(duì)UTP 5類線或屏蔽雙絞線STP
? 100BASE-TX：使用2對(duì)光纖
? 100BASE-TX：使用4對(duì)UTP 3類線或5類線
吉比特以太網(wǎng)的物理層：
1000BASE-X 基于光纖通道的物理層：
? 1000BASE-SX：SX表示短波長(zhǎng)解取，傳輸距離275或550米
? 1000BASE-LX：LX表示長(zhǎng)波長(zhǎng)步责，傳輸距離550或5000米
? 1000BASE-CX：CX表示銅線，傳輸距離25米
1000BASE-T：使用4對(duì)5類線UTP
端到端的以太網(wǎng)傳輸：
? 成熟的技術(shù)
? 互操作性好
? 在廣域網(wǎng)中使用以太網(wǎng)時(shí)價(jià)格便宜
? 統(tǒng)一的幀格式簡(jiǎn)化了操作和管理
