【计算机网络】数据链路层——局域网/广域网
文章目录
- 局域网
- 局域网的基本概念和体系结构
- 以太网与IEEE802.3
- 以太网的MAC帧
- 令牌环网的基本原理
- 广域网
- 广域网的基本概念
局域网
局域网的基本概念和体系结构
- 局域网：在一个较小地理范围内，将各种计算机、外部设备和数据库系统等通过双绞线、同轴电缆等连接介质互相连接起来，组成资源和信息共享的计算机互联网络；
- 主要特点：
- 为一个单位所拥有，且地理范围和站点数目均有限；
- 所有站点共享较高的总带宽，即较高的数据传输速率；
- 较低的时延和较低的误码率；
- 各站点为平等关系而非主从关系；
- 能进行广播和组播；
- 三要素：拓扑结构，传输介质，介质访问控制方式
- 拓扑结构
- 星型结构；
- 环形结构；
- 总线形结构；
- 星形和总线型结合的复合型结构；
- 传输介质
- 双绞线；
- 铜缆；
- 光纤；
- 介质访问控制方式
- CSMA/CD；
- 令牌总线和令牌环；
- 拓扑结构
以太网与IEEE802.3
以太网的MAC帧
- MAC地址也称物理地址；
- 前导码：使接收端与发送端同步；
- 第一个字段共7字节，是前同步码，用来快速实现MAC帧的比特同步；
- 第二个字段是帧开始定界符，表示后面的信息就是MAC帧；
- 以太网V2标准的MAC帧格式
注意
- MAC帧并不需要帧结束符，因为以太网在传输帧时，各帧之间必须有一定的间隙，因此接收端只要找到帧开始定界符，其后面连续到达的比特流就都属于同一个MAC帧，但在数据链路层上，帧既要加首部，也要加尾部；
- 地址：通常使用6字节（48bit）地址（MAC地址）；
- 类型：2字节，指出数据域中携带的数据应交给哪个协议实体处理；
- 数据：46~1500字节，包含高层的协议消息；
- 填充：0~46字节，当帧长太短时填充帧，市值达到64字节最小长度；
- 校验码：4字节，校验范围从目的地址段到数据段末尾，算法采用32位循环冗余码，不但需要检验MAC帧的数据部分，还要检验目的地址、源地址和类型字段，但不校验前导码；
令牌环网的基本原理
令牌环网的基本原理
令牌环网每一站通过电缆与环接口干线耦合器（TCU）相连；
- TCU主要作用：
- 传递所有经过的帧，为接入站发送和接收数据提供接口；
- TCU状态：
- 收听状态和发送状态；
- TCU主要作用：
令牌环网中有一个令牌沿着环形总线在入网结点计算机间依次传递，令牌实际上是一个特殊格式的MAC控制帧，他本身不包含信息，仅控制信道使用，确保同一时刻只有一个结点能够独占信道，站点只有在取得令牌后才能发送数据帧，因此令牌环网不会发生碰撞，令牌在环网上按顺序依次传递，因此对所有入网计算机而言，访问权是公平的；
令牌环网中令牌和数据传递过程：
- 网络空闲时，环路中只有令牌帧在循环传递；
- 令牌传递到有数据要发送的站点处，该站点就修改令牌中的一个标志位，并在令牌中附加自己需要传输的数据，将令牌变成一个数据帧，然后将这个数据帧发送出去；
- 数据帧沿着环路传输，接收到的站点一边转发数据，一边查看帧的目的地址，如果目的地址和自己的地址相同，那么接收站就复制该数据帧以便进一步处理；
- 数据帧沿着环路传输，直到到达帧的源站点，源站点接收到自己发出去的数据帧后便不再进行转发，同时，发送方可以通过检验返回的数据帧来查看数据传输过程中是否有错，若有错则重发该帧；
- 源站点传送完数据后，重新产生一个令牌，并将令牌传递给下一个站点，以交出对媒体的访问权限；
令牌环网在物理上采用星型拓扑结构，逻辑上仍是环形拓扑结构；
广域网
广域网的基本概念
广域网又称外网、公网。是连接不同地区局域网或城域网计算机通信的远程网。通常跨接很大的物理范围，所覆盖的范围从几十公里到几千公里，它能连接多个地区、城市和国家，或横跨几个洲并能提供远距离通信，形成国际性的远程网络；广域网并不等同于互联网；
由局域网和广域网组成的互联网
广域网和局域网的区别及联系
| 广域网 | 局域网 | |
| 覆盖范围 | 很广，通常跨区域 | 较小，通常在一个区域内 |
| 连接方式 | 结点之间都是点到点连接，但为了提高网络的可靠性，一个结点交换机往往与多个结点交换机相 | 普遍采用多点接入技术 |
| OSI参考模型层次 | 三层：物理层，数据链路层，网络层 | 两层：物理层，数据链路层 |
| 联系与相似点 | ||
| 1. 广域网和局域网都是互联网的重要组成构件，从互联网的角度上看，两者平等 | ||
| 2. 连接到一个广域网或一个局域网上的主机在该网内进行通信时，只需要使用其网络的物理地址 | ||
| 着重点 | 强调资源共享 | 强调数据传输 |
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