計算機網絡——數據鏈路層(25王道最新版)

數據鏈路層

  • 前言
  • 數據鏈路層的功能
    • 封裝成幀(組幀)
      • 字符計數法
      • 字節填充法
      • 零比特填充法
      • 違規編碼法
        • 小節
    • 差錯控制
      • 檢錯編碼
        • 奇偶校驗碼
        • CRC校驗碼(循環冗余校驗碼)
          • 基本思想
          • 如何構造
          • 如何檢錯糾錯
      • 糾錯編碼
        • 海明校驗碼
          • 設計思路
          • 求解步驟(難點)
        • 海明碼小節
    • 流量控制與可靠傳輸
        • 滑動窗口機制
      • 停止等待協議(S-W)
        • 異常情況的解決方案
      • 后退N幀協議(GBN)
      • 選擇重傳協議(SR)
    • 介質訪問控制
      • 信道劃分
        • 時分復用(TDM)
        • 頻分復用(FDM)
        • 波分復用(WDM)
        • 碼分復用(CDM)
          • 小節
      • 隨機訪問
        • CSMA/CD 協議(重點)
        • CSMA/CA 協議
      • 輪詢訪問
        • 令牌傳遞協議
    • 局域網
      • 基本概念和體系結構
        • 特點
        • 分類
        • 硬件架構
      • 以太網 與 IEEE 802.3
        • 以太網(有線)
        • 同軸電纜以太網
        • 雙絞線以太網
        • 以太網MAC標準
          • IEEE 802.3 標準
          • V2標準——現實的標準(重點)
          • 單播幀 廣播幀如何傳播 & 廣播域 沖突域
        • 小節
        • VLAN
          • 三種劃分VLAN的方式
          • 802.1Q幀
        • IEEE 802.11 無線局域網
          • 結語

前言

對于這一章我覺得是比較重要的 而且一些知識點在理解上是有難度的 第一遍我只是把對應的PPT做成一篇文章供自己復習 后續我會補上一些注釋 但是總框架是不變的
對于后文當中出現的英文縮寫我統一放在文章的開頭 其實這些專有名詞要么跟人有關要么就是直接英文直接翻譯過來的 所以我們只要知道某個縮寫的全稱就可以知道它的含義
CRC——Cyclic Redundancy Check
S-W——Stop-Wait
GBN——Go back n
SR——Selective Repeat
ACK——Acknowledgment(S-W / GBN)
NCK——Negative Acknowledgment(選擇重傳協議特有)
ESC——轉義字符
SOH/EOH ——Start/End of Header (幀定界)
(S)TDM——(statistic)time-division multiplexing
CDM——Code Division Multiplexing

CSMA/CD(collision detection)
CSMA/CA(Collision Avoidance)
VLAN——Virtual Local Area Network(虛擬局域網)

數據鏈路層的功能

  • 地位
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  • 功能總覽

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封裝成幀(組幀)

在這里插入圖片描述

字符計數法

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字節填充法

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零比特填充法

在這里插入圖片描述

違規編碼法

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小節

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差錯控制

  • 章節總覽
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檢錯編碼

奇偶校驗碼
  • 實現原理
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  • 知識小節
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CRC校驗碼(循環冗余校驗碼)
基本思想

在這里插入圖片描述

如何構造
  • 怎么確定總的長度
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  • 怎么算CRC碼

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如何檢錯糾錯

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糾錯編碼

海明校驗碼
設計思路
  • 由奇偶校驗過度
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  • 如何確定需要多少個校驗位
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求解步驟(難點)
  • 求校驗位的值
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  • 糾錯
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  • 檢錯 糾錯能力
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海明碼小節

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流量控制與可靠傳輸

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滑動窗口機制

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停止等待協議(S-W)

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異常情況的解決方案
  • 正常情況
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  • 數據幀丟失
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  • 確認幀丟失
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  • 數據幀有差錯
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后退N幀協議(GBN)

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選擇重傳協議(SR)

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介質訪問控制

  • 什么是介質訪問控制
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信道劃分

時分復用(TDM)
  • 引例
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  • 初步
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  • 進階(統計時分復用)
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頻分復用(FDM)
  • 引例
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  • 具體實現
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波分復用(WDM)

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碼分復用(CDM)

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小節

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隨機訪問

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CSMA/CD 協議(重點)
  • 總覽
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  • 流程圖
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  • 爭用期
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CSMA/CA 協議
  • 名稱聯系
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  • 為什么不采用CSMA/CD協議
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  • 總覽
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  • 預約
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輪詢訪問

令牌傳遞協議

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局域網

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基本概念和體系結構

特點

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分類

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硬件架構

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以太網 與 IEEE 802.3

以太網(有線)

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同軸電纜以太網

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雙絞線以太網

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以太網MAC標準
  • 我們IEEE這個組織將數據鏈路層劃分成了三層—— LLC MAC 物理層
  • 由于數據鏈路層是為網絡層提供服務 我們需要對網絡層暴露統一的接口
  • 而之前是百花齊放的狀態 LLC層就是處理各種各樣的標準 但由于隨著時代的發展 現在幾乎只有兩種標準 所以LLC層就名存實亡了 也就是說我們的數據鏈路層 可以大致上就看做是MAC層
    在這里插入圖片描述
IEEE 802.3 標準
  • 為什么不在幀中指明網絡層協議?
  • 因為在之前 IEEE將數據鏈路層劃分成了LLC和MAC層 也就是說跟網絡層直接對接的是LLC層
  • 由LLC去決定將這些數據交給網絡層的哪個協議去處理
    在這里插入圖片描述
V2標準——現實的標準(重點)
  • 別看也是一坨東西 但是他跟上面的區別就在于這里將MAC幀的長度部分替換成了網絡層協議
  • 也就是說這里直接指明了
  • 我們的IP數據報(分組)拆出來之后應該是交給網絡層的哪個協議去處理
  • 因為我們的MAC層(數據鏈路層)之上就是IP層(網絡層)

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單播幀 廣播幀如何傳播 & 廣播域 沖突域
  • 如何傳播在這里插入圖片描述
  • 廣播域 沖突域
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小節

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VLAN
  • 總覽
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三種劃分VLAN的方式
  • 基于接口

  • 這里干線鏈路可以理解成一根超級網線 用于鏈接交換機和交換機
    在這里插入圖片描述

  • 缺陷就是如果一個節點的接口號改變的情況下 就需要去修改映射關系

  • 怎樣使得一個節點即便改變接口也不用改變其從屬的VLAN呢

  • 這里就引出了接下來的基于MAC地址

  • 由于MAC地址的唯一性(只要一臺計算機的網絡適配器不換 MAC地址就不變 參考前文局域網的硬件架構)

  • 基于MAC地址
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  • 基于IP地址
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802.1Q幀
  • 作用

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  • 結構

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IEEE 802.11 無線局域網
結語

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