- 帧
- 将帧从一个结点移动到路径上的下一个结点
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提供的服务
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成帧
- 封装网络数据报加上若干首部字段成为帧
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链路接入
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媒体访问控制(Medium Access Control,MAC)
- 48位的物理地址
- 规定了帧在链路上传输的规则
- MAC协议用于协调多个结点的帧传输
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可靠交付
- 确认和重传
- 用于易于产生高差错率的链路(例如无线链路),目的是纠正一个差错
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差错检测和纠正
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差错检测
- 更复杂,用硬件实现
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差错纠正
- 与差错检测的区别:接收方不仅能检测出帧中出现的比特差错,还能准确确定帧中差错出现的位置
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种类
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奇偶校验法
- 变形:二维奇偶校验法
- 检验和(checksum)方法
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循环冗余检测
(cyclic redundancy check,CRC)
- 别称:多项式编码
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概述
- 链路层的主体部分是在网络适配器(网络接口卡NIC)中实现的
- 主机或路由器上的适配器(网络接口)才有链路层地址(MAC地址),主机和路由器不具有
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MAC地址
- 别称:LAN地址、物理地址
- 适配器的MAC地址是唯一的
- 多协议标签交换MPLS
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多路访问协议
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信道划分协议
(channel partitioning Protocol)
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时分多路复用TDM
- 为结点分配时隙
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频分多路复用FDM
- 为结点分配频率
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码分多址CDMA
- 为每个结点分配不同的唯一编码
- 相同优点:消除了碰撞且很公平
相同缺点:结点被限制于R/N bps的平均速率;即使结点是唯一一个要发送帧的结点,也必须等待它在传输序列中的轮次
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随机接入协议
(random access Protocol)
- 过程::一个传输节点总是以信道的全部速率进行发送。当有碰撞产生时,涉及碰撞的每个节点反复地重发它的帧(也就是分组),知道该帧无碰撞位置。
每当一个节点经受一次碰撞时,它不必立刻重发该帧,相反,它在重发该帧之前等待一个随机时延。
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种类
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时隙ALOHA协议
- 要求所有结点同步传输,以在每个时隙开始时开始传输
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纯ALOHA协议
- 一个非时隙、完全分散的协议
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载波帧听多路访问(CSMA)
- 结点传输前先听信道,知道检测到一小段时间没有传输后才开始传输
- 信道传播时延决定其性能关键
- 具有碰撞检测的载波帧听多路访问(CSMA/CD)
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轮流协议
(taking-turns Protocol)
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轮询协议
(polling Protocol)
- 过程:指定一个结点为主结点,主结点以循环的方式轮询每个结点。前一个结点依次告诉后一个结点它能够传输的帧的最多数量
- 优点:消除了困扰随机接入协议的碰撞和空时隙
- 缺点:引入了轮询时延;如果主结点故障,整个新的都变得不可操作
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令牌传递协议
(token-passing protocol)
- 过程:一个称为令牌的小的特殊帧在结点之间安装某种固定次序进行交换,一个结点收到令牌时仅当它有帧要发送时才持有令牌,否则立即向下一个结点转发令牌
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理想特性
- 理想特性:①当只有一个节点是活跃的,该活跃节点具有R bps 的吞吐量;②当M个节点是活跃的,每个活跃节点的吞吐量接近R/M bps。
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地址解析协议
(address resolution Protocol,ARP)
- 只在同一个子网上的主机和路由器接口解析ip地址
- 将IP地址解析成MAC地址
- ARP表
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链路层交换机
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操作
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过滤
- 交换机决定一个帧是应该被转发到某个接口还是应该被丢弃
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转发
- 决定一个帧应该被导向哪个接口,并把该帧接口移动到这些接口。
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性质
- a、消除碰撞
b、能使用异质的链路(交换机将链路彼此相隔离)
c、易于进行网络管理。