計算機網絡-自定向下方法之鏈路層

七月箴言

萬物之中，但願最美；最美之物，永不凋零。—— 斯蒂芬·金

第六章

本章鏈路層和局域網

1、鏈路層概述

運行鏈路層協議的任何設備（全部運行鏈路層協議的主機,路由器,交換機,WiFi接入點）稱爲節點。把沿着通訊路徑鏈接相鄰節點的通訊信道稱爲鏈路。

1.1鏈路層提供的服務：

• 成幀。在每一個網絡層數據報經鏈路傳送以前，幾乎全部的鏈路層協議都要將其用鏈路層幀封裝起來。一個幀由一個數字字段和若干首部字段組成，其中網絡層數據報就插在數據字段中。幀的結構由鏈路層協議規定。

• 鏈路接入。媒體訪問控制協議（Medium Access Control, MAC）協議規定了幀在鏈路上傳輸的規則。

• 可靠交付。當鏈路層協議提供可靠交付服務時，它保證無差錯地經鏈路層移動每一個網絡層數據報。事實上了鏈路層可靠交付被認爲是一種沒必要要的開銷,不少鏈路層協議不提供可靠交付服務

• 差錯檢測和糾正。是在本地糾正,而非讓數據重傳。

1.2鏈路層在哪裏實現

鏈路層的主題部分是網絡適配器,適配器的核心是一個實現了許多鏈路層服務的專用芯片,稱爲控制器.控制器的許多功能都是硬件實現的.儘管鏈路層的許多功能都是硬件實現的,但有少部分是由運行在CPU中軟件實現的。鏈路層是硬件和軟件的結合體。

2、差錯檢測和糾正技術

在發送節點，爲了保護比特免受差錯，使用差錯檢測和糾正比特（Error-Detection and-Correction, EDC）來加強數據D。一般，要保護的數據不只包括從網絡層傳遞下來須要經過鏈路傳輸的數據報，並且包括鏈路幀首部中的鏈路的尋址信息、序號和其餘字段。鏈路級中的D和EDC都被髮送到接收節點。

• 奇偶校驗:在數據中附加一個比特,是的數據和附加數據中1的總數是偶數(偶校驗)或奇數(奇校驗),接收方檢查其中的1的數量查看是否出現錯誤.實際中使用的是二維奇偶校驗,能夠找出錯誤比特的位置並糾正。

• 檢驗和:把數據中的比特加起來做爲檢驗和,接收方校驗檢驗和。

• 循環冗餘檢測(CRC):CRC編碼也稱爲多項式編碼，由於該編碼可以將要發送的比特串看做爲係數是0和1一個多項式，對比特串的操做被解釋爲多項式算術。

三. 多路訪問鏈路和協議

網絡鏈路有兩種類型: 點對點鏈路和廣播鏈路.點對點就是一個發送方和一個接收方,發送方的數據只有接收方收到.廣播鏈路是多個節點鏈接到相同的,單一的,共享的廣播鏈路上,任何一個節點傳輸一個幀,其餘的節點都會收到這個幀的副本.在廣播鏈路中,由於任何一個節點均可以傳輸幀,因此多個節點可能回同時傳輸,這時就會出現碰撞.當碰撞發生後,幀就損壞了。

鏈路層技術中能夠將任何鏈路層協議劃分爲如下三種類型之一:信道劃分協議, 隨機接入, 協議,輪流協議。