计算机网络自顶向下方法(第四版)ppt第5章PPT推荐.ppt

1、广播链路：许多主机被连接到相同的通信信道。需要需要媒体访问协议媒体访问协议来协调传输和避免来协调传输和避免“碰撞碰撞”（冲突）。（冲突）。常用于局域网常用于局域网LAN、无线、无线LAN、卫星网和光纤电缆混、卫星网和光纤电缆混合合（HFC）接入网。接入网。4链路层的两类信道r 点对点通信链路：点对点通信链路：直接链接两个节点的链路，每一端有一个节点直接链接两个节点的链路，每一端有一个节点。访问控制简单。主要解决问题：如成帧、可靠数据传输、差错检测和流主要解决问题：如成帧、可靠数据传输、差错检测和流量控制等。量控制等。如两台路由器之间的通信链路，或住宅的拨号调制解如两台路由器之间的通信链路，或住

2、宅的拨号调制解调器与调器与ISP路由器之间的通信链路。路由器之间的通信链路。5主要内容5.1 概述与服务概述与服务5.2 差错检测和纠错差错检测和纠错 5.3多路访问协议多路访问协议5.4 链路层编址链路层编址5.5 以太网以太网5.6 集线器和交换机集线器和交换机5.7 PPP5.8 链路虚拟化链路虚拟化:ATM5.9 小结小结65.1 概述和服务概述和服务节点节点（node）：主机和路由器主机和路由器链路链路（link）：连接相邻节点的连接相邻节点的通信信道。通信信道。r链路层传输数据报的过程：链路层传输数据报的过程：沿端到端路径上的沿端到端路径上的每段每段独立的链路传输独立的链路传输。发

3、送节点发送节点先将数据报封装成先将数据报封装成链路层帧，发送到链路上；链路层帧，发送到链路上；接收节点接收节点接收该帧，并提取接收该帧，并提取出数据报。出数据报。节点节点链路链路5.1.1 链路层提供的服务链路层提供的服务5.1.2 适配器通信适配器通信75.1.1 链路层提供的服务链路层提供的服务r链路层功能：链路层功能：将分组通过一个链路，将分组通过一个链路，从一个节点传输从一个节点传输到邻近的另一个节点。到邻近的另一个节点。r链路层协议：链路层协议：用来在单段链路上传输分组。定义定义了在链路两端的节点之间交互的了在链路两端的节点之间交互的分组格式分组格式，以，以及当发送和接收分组时及当发

4、送和接收分组时节点采取的动作。节点采取的动作。交换的数据单元称为交换的数据单元称为帧帧（frame），封装了一个网络层的，封装了一个网络层的数据报。数据报。所采取的动作：包括差错检测、重传、流量控制和随所采取的动作：包括差错检测、重传、流量控制和随机访问。机访问。典型协议：以太网、以太网、802.11无线无线LAN、令牌环和、令牌环和PPP，以及以及ATM。8网络层与链路层关系网络层与链路层关系网络层：将运输层报文段将运输层报文段从源主机传送到目的主机从源主机传送到目的主机。能够在各段能够在各段链路层提供异构服务链路层提供异构服务的情况下，完成的情况下，完成端到端的工作。端到端的工作。将网络层

5、数据报将网络层数据报从一个节点传送到下一个节从一个节点传送到下一个节点点（单段链路）。（单段链路）。不同的链路采用不同的链路层协议不同的链路采用不同的链路层协议，提供的服务，提供的服务不同。不同。9类比例旅行社组织游客从旅行社组织游客从A地到地到B地。经过地。经过3段旅程，如图。段旅程，如图。游客：数据报；运输区段：通信链路；运输方式：链路层协议，如汽车、飞机和火车。旅行社：选路协议。汽车汽车 飞机飞机 火车火车AB10链路层提供的服务 将数据报通过一条通信链路从一个节点将数据报通过一条通信链路从一个节点“移动移动”到相邻的节点。到相邻的节点。r 成帧：成帧：把网络层数据报封装成链路层帧把网络

6、层数据报封装成链路层帧，再传送到，再传送到链路上。链路上。首部包括若干字段：如编号、物理地址等。不同的链路层协议，帧格式可能不同。首首部部数据数据报报11r链路访问：链路访问：由由媒体访问控制媒体访问控制MAC协议定义帧在链路上协议定义帧在链路上传输的规则。传输的规则。点对点链路：一个发送方和一个接收方，一个发送方和一个接收方，MAC协议比协议比较简单较简单（或不存在或不存在），即任何时候，即任何时候只要链路空闲，发送方只要链路空闲，发送方都能够发送帧都能够发送帧。多个节点共享一个链路（多个节点共享一个链路（多路访问多路访问），），使使用用MAC协议协议协调多个节点的帧传输。协调多个节点的帧传

7、输。链路层提供的服务12链路层提供的服务r可靠交付：可靠交付：保证网络层的保证网络层的数据报无差错地通过链路层数据报无差错地通过链路层。与运输层类似，可与运输层类似，可通过确认和重传获得通过确认和重传获得。高差错率的链路：如无线链路，如无线链路，在本地在本地 （发生差错的链发生差错的链路路）纠正差错纠正差错，不通过运输层或应用层协议进行端到端，不通过运输层或应用层协议进行端到端的数据重传；的数据重传；低差错率的链路：如光纤、同轴电缆、双绞线链路，如光纤、同轴电缆、双绞线链路，不需提供可靠的传输服务。不需提供可靠的传输服务。13r流量控制：流量控制：防止发送节点的发送速率过高防止发送节点的发送速

8、率过高，避免接收，避免接收节点来不及处理。节点来不及处理。链路节点的帧缓存容量有限。当帧到达接收节点的速率大于其处理速率，接收方缓当帧到达接收节点的速率大于其处理速率，接收方缓冲区产生溢出，帧会丢失。冲区产生溢出，帧会丢失。链路层提供的服务14链路层提供的服务r差错检测：差错检测：帧在传输时有可能出现帧在传输时有可能出现比特差错比特差错（10、01）。）。差错检测用来差错检测用来检测是否存在一个或多个差错检测是否存在一个或多个差错。发送节点：在帧中设置差错检测比特；接收节点：对收到的帧进行差错检测。通过硬件实现。r差错纠正：差错纠正：与差错检测类似。接收方不仅能检测帧中是否出现差错，还能判断接

9、收方不仅能检测帧中是否出现差错，还能判断差错的位置，并进行纠正。差错的位置，并进行纠正。15链路层提供的服务链路层提供的服务r半双工和全双工：半双工和全双工：全双工传全双工传输：输：链路两端的节点可以同时传输分组。半双工传输：链路两端的节点不能同时传输和接收，链路两端的节点不能同时传输和接收，只能交替。只能交替。16链路层服务和运输层服务比较r运输层协议：运输层协议：在端到端的基础上为在端到端的基础上为两个进程之间两个进程之间提供可靠传输；提供可靠传输；流量控制是在端到端的基础上提供。在一条链路相连的在一条链路相连的两个节点之间两个节点之间提供可靠传输。提供可靠传输。流量控制是在相邻节点之间的

10、基础上提供。175.1.2 适配器通信适配器通信r适配器适配器（adapter）：网络接口卡（网络接口卡（NIC，network interface card）。是一个电路板（或是一个电路板（或PCMCIA板），包括板），包括RAM、DSP芯芯片、主机总线接口和链路接口。片、主机总线接口和链路接口。实现实现物理层及链路层物理层及链路层的主要功能。的主要功能。发送节点发送节点帧帧接收节点接收节点数据报数据报帧帧适配器适配器适配器适配器链路层协议链路层协议18链路层功能实现链路层功能实现 r相邻节点间帧的传输：相邻节点间帧的传输：成帧，传输帧，接收帧，解封成帧，传输帧，接收帧，解封发送节点：网络层

11、将数据报传递到适配器，网络层将数据报传递到适配器，封装成帧，封装成帧，将帧传输将帧传输到通信链路。到通信链路。适配器适配器接收帧接收帧，解封，解封取出数据报，传递给取出数据报，传递给网络层网络层。r 差错检测：发送适配器设置差错检测比特，接收适配器完成差发送适配器设置差错检测比特，接收适配器完成差错检测。错检测。r可靠交付：具体实现可靠交付的机制具体实现可靠交付的机制（如序号、定时器和确认如序号、定时器和确认）。r 随机访问：随机访问：实现随机访问协议。19特点特点是一个半自治的单元。是一个半自治的单元。r适配器接收帧，适配器接收帧，并判断是否有差错并判断是否有差错出错：出错：直接丢弃该帧，不

12、通知它的直接丢弃该帧，不通知它的“父节点父节点”（适配（适配器所在的节点）。器所在的节点）。正确：向上传递网络层数据报，中断其向上传递网络层数据报，中断其“父节点父节点”。r适配器发送帧：适配器发送帧：节点把网络层数据报向下传给适配器，节点把网络层数据报向下传给适配器，由适配器负由适配器负责在链路上传输数据报责在链路上传输数据报。r硬件上：硬件上：适配器和节点的其他部分在同一个物理盒子中，共适配器和节点的其他部分在同一个物理盒子中，共享电源和总线，在节点的控制之下。享电源和总线，在节点的控制之下。20适配器组成适配器组成总线接口：总线接口：负责负责与父节点通信与父节点通信。在适配器和父节点之间

13、传输数据和控制信息。链路接口：负责负责实现链路层协议实现链路层协议。将数据报成帧（发送）、解帧获得数据报（接收），将数据报成帧（发送）、解帧获得数据报（接收），并提供差错检测、随机访问和其他链路层功能。并提供差错检测、随机访问和其他链路层功能。包含传输和接收电路。网卡速率：10Mbps、100Mbps、10/100M自适应。自适应。215.2 差错检测和纠错技术差错检测和纠错技术r 比特级差错检测和纠错比特级差错检测和纠错对一个节点发送到一个对一个节点发送到一个相邻节点的帧，相邻节点的帧，检测是检测是否出现比特差错否出现比特差错，并纠，并纠正。正。相关技术很多。差错检测和纠错的过程差错检测和纠错的过程网络层网络层数据链路层，帧数据链路层，帧22r 发送节点发送节点 将数据将数据D附加若干差错附加若干差错检测和纠错位检测和纠错位EDC，一起，一起发送到链路。发送到链路。数据数据D包括网络层传来包括网络层传来的数据报，以及链路级寻的数据报，以及链路级寻址信息、序列号和其他字址信息、序列号和其他字段。段。保护范围包括数据保护范围包括数据D的的所有字段。所有字段。网络层网络层数据链路层，帧数据链路层，帧23r 接收节点接收节点 接收比特序列接收比特序列D和和EDC。如果发生传输比特错误如果发生传输比特错误（01，10），），D和和E