计算机网络 5 - 链路层
- 第6章 链路层和局域网(Link Layer and LANs)
- 6.2 差错检测 和 纠正
- 奇偶校验
- 校验和
- CRC 循环冗余校验
- 6.3 多路访问协议
- 信道划分 MAC协议
- 随机存取MAC协议
- 6.4 LAN 局域网
- MAC地址 和 ARP
- 无效的MAC帧格式
- Ethernet 以太网
- 交换机
第6章 链路层和局域网(Link Layer and LANs)
6.2 差错检测 和 纠正
- 误码率 BER：在一段时间内，传输错误的比特占所传输比特总数的比率
奇偶校验
校验和
检验和（checksum）
- 计算步骤：将数据中所有的字的二进制加在一起，高位移出要回卷(变成低位的1)，再进行反码运算(0, 1互换)。
CRC 循环冗余校验
计算过程：
题目：收到的以太网帧为110101011011，生成多项式为P(X)=X^4+X^3+1，请检验该帧并给出检验过程。
解答：
根据多项式，CRC除数 = 11001，阶数 n=4
后面 加 4个10010111 -> 商
11001 | 11010101101111001 | | |
-----------11101 | |11001 | |
-------------10010 |11001 |
--------------10111|11001|
---------------1110111001100 -> R经计算，余数R不为0，说明接收到的数据是错误
6.3 多路访问协议
- MAC协议的分类
- ① 信道划分：
把信道划分成片（依据时间、频率、编码）
把片分配给每个节点专用 - ② 随机存取
信道不划分，允许冲突，冲突后恢复 - ③ 依次轮流
节点依次轮流
很多数据传输节点可以获得较长的信道使用权
- ① 信道划分：
信道划分 MAC协议
- TDMA 时分多路访问
- FDMA 频分多路访问
- CDMA 码分多路访问
随机存取MAC协议
CSMA 载波侦听多路访问
- 工作方式
传输前监听信道
if 信道空闲 then 传送整个帧
if 信道忙 then 推迟传送帧 - 缺点
冲突仍可能发生，冲突帧时间浪费
- 工作方式
CSMA/CD 冲突检测（重点）
- 算法：
① 适配器获取数据包，创建帧
② 发送前 监听信道CS，忙等，闲送
③ 发送过程中，进行冲突检测(CD)，没冲突则成功，有冲突则放弃，之后尝试重发
④ 发送方检测到冲突时，还要发送一个冲突信号，所有听到冲突的信号都发，让所有站点都知道冲突 (强化冲突)
⑤ 放弃发送后，适配器进入指数退避状态，择机重发（等待2n * 512位时间，n为[0~失败次数]）
- 算法：
6.4 LAN 局域网
MAC地址 和 ARP
- MAC地址：48位，固化在适配器的ROM中
- 示例： 1A-2F-BB-76-09-AD 十六进制
无效的MAC帧格式
Ethernet 以太网
- 每个节点都与中心的交换机端口相连
- 以太网使用CMDA/CD
- 网卡如果侦听到其他网卡在发送，则不发送（载波监听）
- 发送时，适配器侦听到其他适配器在发送就放弃对当前帧的发送（冲突检测）
- 冲突后，适配器等待随机时间，尝试重传（随机访问）
交换机
- 交换机：能够实现将数据发送到指定的设备而不会转发到所有出口（广播）的情况
- 定位为数据链路层设备
- 存储和转发 帧、
- 对于到来的帧，检查帧头，根据目标MAC地址选择性转发
- 当帧需要发向某个网段时，需要使用CSMA/CD进行接入控制
- 通常一个交换机端口在一个独立网段
- 交换机有MAC地址，没有IP地址
- 交换机是二层设备，即 有数据链路层和物理层，没有网络层
- 每一台交换机内部维护一张 MAC 地址表，记录着每一个设备的 MAC 地址，连接在其哪一个端口上
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