【計算機網絡】數據鏈路層|封裝成幀|透明傳輸|差錯檢測|PPP協議|CSMA/CD協議

目錄

??一、思維導圖??

?二、數據鏈路層功能概述

1.數據鏈路層概述

?2.數據鏈路層功能概述——封裝成幀

3.數據鏈路層功能概述——透明傳輸

4.數據鏈路層功能概述——差錯檢測

三、數據鏈路層重要協議

1.數據鏈路層重要協議：PPP協議

2.數據鏈路層重要協議：CSMA/CD協議（局域網廣播信道所使用）

四、趁熱打鐵?習題訓練

?推薦

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??一、思維導圖??

?二、數據鏈路層功能概述

1.數據鏈路層概述

?

鏈路層的信道類型

（1）一對一：點對點信道

（2）一對多：廣播信道

?鏈路層要解決的問題

（1）封裝成幀

（2）透明傳輸

（3）差錯檢測

巧記：密封，透氣性差

?2.數據鏈路層功能概述——封裝成幀

封裝成幀就是在一段數據的前后部分添加首部和尾部，這樣就構成了一個幀。接收端在收到物理層上交的比特流后，就能根據首部和尾部的標記，從收到的比特流中識別幀的開始和結束。

首部和尾部包含許多的控制信息，他們的一個重要作用：幀定界（確定幀的界限，當數據是由ASCII碼組成的文本時，可以使用特殊的八位二進制數作為幀定界符：SOH(幀首部）、EOT（幀尾部））

以太網鏈路的MTU默認是1500byte

?

3.數據鏈路層功能概述——透明傳輸

?透明傳輸是指不管所傳數據是什么樣的比特組合，都應當能夠在鏈路上傳送。因此，鏈路層就“看不見”有什么妨礙數據傳輸的東西。

當所傳數據中的比特組合恰巧與某一個控制信息完全一樣時，就必須采取適當的措施，使收方不會將這樣的數據誤認為是某種控制信息。這樣才能保證數據鏈路層的傳輸是透明的

要發的數據：00000001001110001010101011111111

鏈路層看到的：發發發！！！

當輸入非ASCII碼的文本文件時，用字符/字節填充法（轉義字符/字節）解決透明傳輸問題
??

4.數據鏈路層功能概述——差錯檢測

?概括來說，傳輸中的差錯都是由于噪聲引起的

全局性

1.由于線路本身電氣特性所產生的隨機噪聲(熱噪聲)，是信道固有的，隨機存在的
解決辦法：提高信噪比來減少或避免干擾
局部性
2.外界特定的短暫原因所造成的沖擊噪聲，是產生差錯的主要原因
解決辦法：通常利用編碼技術來解決

??循環冗余檢驗CRC的思想：比如說朋友送說一串骨肉相連肉有奇數塊，但是當你收到時卻發現有偶數塊肉，我們就相當于檢測出這串骨肉相連不是朋友說的那一塊；如果是奇數塊，就可能是朋友說的那一串，保留下來

?循環冗余檢驗CRC的具體的步驟：?

?

?例：要發送的數據是1101 0110 11，采用CRC校驗，生成多項式是10011，那么最終發送的數據應該是？

最終要發送的數據=要發送的數據+幀檢驗序列FCS

計算冗余碼：

（1）加0?假設生成多項式G(x)的階為r，則加r個0。

（2）模2除法??數據加0后除以多項式，余數為冗余碼/FCS/ CRC檢驗碼的比特序列

10011表示成多項式為X4+X1+X0

=X4+X1+1

階為4

TIPS：多項式N位，階為N-1

1101 0110 11 0000?除以?10011 得到的余數也就是1110

1101 0110 11 0000的后四位再改為1110即1101 0110 11 1110也就是結果

三、數據鏈路層重要協議

1.數據鏈路層重要協議：PPP協議

點對點協議PPP（Point-to-Point Protocol）是目前使用最廣泛的數據鏈路層協議，用戶使用撥號電話接入因特網時一般都使用PPP協議（用戶計算機和ISP進行通信時所使用的協議）

PPP協議實現透明傳輸的方法：

? 異步傳輸 | 面向字符：字節填充法

? 同步傳輸 | 面向比特：零比特填充法（標志字段F是01111110，所以要“5110”）

2.數據鏈路層重要協議：CSMA/CD協議（局域網廣播信道所使用）

?載波監聽多點接入/碰撞檢測CSMA/CD（carrier sense multiple access with collision detection）

CS：載波偵聽/監聽，每一個站在發送數據之前以及發送數據時都要檢測一下總線上是否有其他計算機在發送數據


MA：多點接入，表示許多計算機以多點接入的方式連接在一根總線上


CD：碰撞檢測（沖突檢測），“邊發送邊監聽”，適配器邊發送數據邊檢測信道上信號電壓的變化情況，以便判斷自己在發送數據時其他站是否也在發送數據

用于總線型網絡、半雙工網絡

四、趁熱打鐵?習題訓練

1.以太網媒體訪問控制技術CSMA/CD的機制是哪一種。

A、爭用帶寬B、預約帶寬C、循環使用帶寬D、按優先級分配帶寬

答：A

CSMA/CD是載波監聽多點接入/碰撞檢測的意思。節點間歇性發包，通過是否有碰撞來監聽線路是否空閑。空閑就發送數據。這個過程好比伺機而動，競爭線路使用權

2.請簡述IEEE802.3以太網采用的介質訪問控制協議的工作原理

答：即CSMA/CD的機制的工作原理：

(1分)某站點想發送數據時,必須首先偵聽信道。

(1分)如果信道空閑,立即發送數據并進行沖突檢測;

(2分)如果信道忙,繼續偵聽信道,直到信道變為空閑后才繼續發送數據,并進行沖突檢測。

(2分)如果站點在發送數據過程中檢測到沖突,它將立即停止發送數據并等待一個隨機長的時間,重復上述過程。

3.CSMA/CD協議的全稱是什么？

答：載波監聽（CS）多址接入（MA）/碰撞檢測（CD）

4.PPP協議使用（ ）（ ）實現透明傳輸

答：字節填充法?零比特填充法

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