1. 資料鏈路層提供的服務。
(1)、成幀,鏈路訪問
• 幀頭(幀首):傳送結點和接收結點的位址資訊、定界字元。
• 幀尾:用於差錯檢測的差錯編碼。
(2)、鏈路接入
mac協議規定了幀在鏈路傳輸的規則。鏈路的一段僅有乙個傳送方,另一端只有乙個接收方的點對點鏈路
物理鏈路可以分為:點對點鏈路和廣播鏈路
• 點對點鏈路:傳送結點和接收結點獨佔通道。
• 廣播鏈路:通訊鏈路被多個結點共享。
(3)、可靠交付
在相鄰結點間經資料鏈路實現資料報的可靠傳輸
無線鏈路(出錯率高):支援可靠資料傳輸。
光纖、雙絞線(出錯率低):不提供可靠資料傳輸服務
(4)、差錯檢測和糾正;
資料鏈路層幀在物理媒介上的傳播過程,可能會出現位元翻轉的差錯。
誤位元率:出現差錯的位元數 / 傳輸位元總數
差錯控制措施:通過確認重傳糾正差錯,或者直接丟棄差錯幀。
2. 多路訪問協議作用及分類;理想的多路訪問協議;純 aloha 和時隙 aloha 效率如何?
多路訪問協議:
作用:節點通過這些協議來規範它們在共享的廣播通道上的傳輸行為。
分類:通道劃分協議、隨機接入協議和輪流協議。
理想的多路訪問協議:
(1)當僅有乙個節點傳送資料時,該節點具有r bps的吞吐量;
(2)當有m個節點傳送資料時,每個節點吞吐量為r/m bps;(每個節點在一定時間間隔內應有r/m的平均速率)
(3)協議是分散的;(不會因某個主節點故障而使整個系統崩潰)
(4)協議是簡單的,實現不昂貴。
純aloha(非時隙、高度分散):
最大效率為 1/(2e)=0.185。
時隙aloha(高度分散的):
當只有乙個節點時可以全速r連續傳輸;
乙個給定節點傳輸的概率為p,節點成功傳送的概率為 p(1-p)^(n-1),n個節點任意乙個傳送成功的概率 np(1-p)^(n-1)。(這個協議最大效率為 1/e=0.37,是純aloha兩倍)
3. csma 協議原理;區域網及拓撲結構;乙太網;乙太網的 mac 協議 csma/cd 原理;csma/ca。
工作原理:
通過硬體裝置(載波監聽裝置),在通訊站傳送資料之前,先監聽通道上 其他站點是否在傳送資料,如果在傳送,則暫時不傳送。
區域網(lan):
採取廣播的方式,區域性區域網路,覆蓋面積小,網路傳輸速率高,傳輸的誤位元速率低。
為了使資料鏈路層更好地適應多種區域網標準,ieee802委員會將區域網的資料鏈路 層拆分為兩個子層:
• 邏輯鏈路控制(logical link control ,llc)子層(名存實亡)
• 介質訪問控制mac子層
目前常見的區域網拓撲結構分為星型結構,環型機構和匯流排型結構
區域網拓撲結構及其優缺點
乙太網( ethernet ,ieee802.3) :
目前為止最流行的有線區域網技術,乙太網採用帶衝突檢測的載波監聽多路訪問協議(csma/cd)
乙太網成功的原因:(物美價廉)
具有碰撞檢測的載波偵聽多路訪問(csma/cd):(csma/ca為無線的協議)
(1)介面卡從網路層一條活的資料報,準備鏈路層幀,並將其放入幀介面卡快取中。
(2)如果介面卡真聽到通道空閒,它開始傳輸幀。如果聽到通道正在忙,它將等待,直到偵聽到沒有訊號能量時才開始傳輸幀。
(3)在傳輸過程中,介面卡監視來自其他使用該廣播通道的介面卡的訊號能量的存在。
(4)如果介面卡傳輸整個幀而未檢測到來自其他介面卡的訊號能量,該介面卡就完成了該幀;若檢測到其他介面卡的訊號能量,將終止傳輸。
(5)終止傳輸後,介面卡等待乙個隨機量,然後返回步驟2。
當傳輸乙個特定幀時,在該幀經歷n次碰撞後,節點隨機地從{0,1,2,…,2^(n-1)}中選擇乙個k值。(經歷的碰撞越多,k選擇的間隔越大)對於乙太網,乙個節點等待的實際時間量是 k*512 位元時間(即傳送512位元進入乙太網所需時間量的k倍),n的最大值在10以內。
4. 鏈路層編址;mac 位址;arp 的工作原理與作用。
不是主機或路由器具有鏈路層位址,而是它們的介面卡(即網路介面)具有鏈路層位址。
mac位址長度為6位元組,共有2^48可能的mac位址。
mac位址通常被設計為永久。
mac廣播位址為 ff-ff-ff-ff-ff-ff。
• arp查詢分組:通過乙個廣播幀傳送的
• arp響應分組:通過乙個單播幀傳送的
• arp是即插即用的:乙個arp表是自動建立的,不需要系統管理員來配置。
5. 集線器、交換機、路由器的功能和特點。
集線器:是一種物理層裝置,它作用於各個位元而不是作用於幀。當乙個位元到達乙個介面時,重新生成該位元,將其 能量強度 放大後向其他所有介面傳輸出去。(若同時從兩個不同的介面接收到幀,將出現一次碰撞,生成該幀的節點必須重新傳輸該幀)
交換機:是第二層的分組交換機,使用mac位址**分組的儲存**分組交換機。是即插即用的;交換機對於廣播風暴不提供任何保護措施,即如果某主機出了故障並傳輸出沒完沒了的乙太網廣播幀,該交換機將**所有這些幀,是乙太網崩潰。
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