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数据链路层2
流量控制与可靠传输
停等协议
发送发：发送帧，等待反馈，发送下一帧
接收方：接受一帧，反馈，接受下一帧
特点：发送发收不到反馈，则一直等待。每次只能发一帧，效率低
滑动窗口协议
发送方：维持一组允许方式你给的序号，成为发送窗口。发送窗口大小表示未收到确认帧，没收到一次确认反馈就迁移一帧的距离，收不到确认绝不移动半步。发送窗口 为空则暂停发送，直到收到反馈
接收方：维持一组允许接收的帧的序号，称为接收窗口，控制哪些帧可接受哪些帧不可接受。窗口外的帧全抛弃。
收到帧并反馈后将窗口前移一个帧的距离
特点1：只有接受窗口向前滑动时，发送窗口才能向前滑动。
特点2：停等协议，回退N协议和选择重传协议只是在发送、接受窗口大小上有差异
停等协议：发送=1，接受=1 ；
回退N协议：发送>1，接受=1；
选择重传协议：发送>1，接受>1
特点3：当接受窗口大小为1时，可保证帧有序接收。
特点4：数据链路层的滑动窗口在传输过程中大小是固定的。
可靠传输机制
数据链路层的可靠传输是通过确认和超时重传两种机制完成的。
特点：发送和接受窗口都为1，接受端收到真确帧要ACK反馈，发送端超时或收到NAK则重传。
帧序号用1bit即可，需要帧缓冲区缓存已发送帧以便重传。
回退N协议（GBN）
发送方可连续发送帧，相当于发送窗口>1，接收窗口=1。
接收方接收到失序的帧后，要求发送方发送最后一个正确接收的帧之后的所有帧
或者发送方发送N帧后，发现第N帧的前一帧在超时后仍未收到确认，则重发该帧及后N帧
接收方必须指明对哪一帧进行确认
选择重传协议（SR）
设法只重传出现差错的帧或超时的帧，发送窗口>1，接收窗口>1
每个发送缓冲区对应一个计数器，超时则重传。
接收方通过发送NAK，请求重传
接收窗口应小于发送窗口
局域网
基本概念与体系结构
特点
为一单位所有，地理范围和站点数目有限
所有站点共享较高总带宽
较低时延和误码率
各站是平等关系，不是主从关系
能进行广播和组播
常见拓扑：星型，环形，总线型，星型和总线型结合的复合型
以双绞线为主要传输介质
介质访问控制方式：CSMA/CD，令牌总线，令牌环
拓扑实现
以太网：逻辑拓扑是总线型，物理拓扑是星型
令牌环：逻辑拓扑是环形，物理拓扑是星型
802标准的局域网参考模型只对应OSI中的数据链路层和物理层，数据链路层拆分为两个子层：LLC子层和MAC子层
MAC子层提供组帧和拆帧，比特传输差错检测，链路层寻址
LLC子层与传输媒体无关，向网络层提供服务。
以太网与802.3
802.3是基带总线型局域网标准，描述物理层与MAC子层的实现方法
以太网使用总线型拓扑结构，信息以广播式发送，使用CSMA/CD对总线进行访问控制。802.3局域网简称为以太网
以太网采用无确认无连接工作方式，差错控制由高层完成。
网卡
工作在物理层和数据链路层，被看做是数据链路层的设备
MAC帧格式
高速以太网
速率>=100Bb/s的称为高速以太网
100BASE-T以太网
支持全双工和半双工，全双工模式下不会冲突，因而不使用CSMA/CD协议
MAC帧格式为802.3格式，最大电缆厂减小到100m
吉比特以太网
允许在1Gb/s下用全双工和半双工，使用802.3帧格式
半双工模式下使用CSMA/CD协议，全双工模式下不使用
10吉比特以太网
使用光纤，只工作在全双工，不使用CSMA/CD协议
使用802.3帧格式
802.11
是无线局域网系列标准
MAC层使用CSMA/CA协议进行介质访问控制，通过检测接受ACK确认发送是否有冲突
在无线局域网中，即使发送冲突也要将整个帧发送完毕；而在有线局域网中，有冲突则立即停止发送。
令牌环网
令牌是一个特殊格式的帧，用来控制信道。只有取得令牌才能发送帧，不会产生冲突。
信道空闲时，只有令牌在循环；当发送站收到令牌后，将令牌改造成数据帧发出；每个站转发该帧，接收站点复制该帧并转发
数据帧回到源站点，源站点检查数据帧看传输是否出错，有错则重传；无错则重新产生令牌，释放信道使用权
物理上采用星型拓扑结构，逻辑上是环形拓扑结构，标准由802.5定义
广域网
广域网由节点交换机（不是路由器）以及连接交换机的链路组成。交换机执行存储转发功能，节点间是点到点的连接。
广域网使用的协议主要在网络层，在OSI中占用物理层，链路层和网络层；而局域网只占物理层和链路层
PPP（点对点协议）
提供全双工操作，传输数据报，面向字节的，不可靠的，对帧不编号，帧用CRC校验，差错由上层负责
链路控制协议
网络控制协议
配置
PPP帧格式
有检错功能无纠错功能，仅支持点对点通信，不支持多点线路，只支持全双工，两段网络层可运行不同的网络协议。透明传输可用比特填充和特殊字节填充法
HDLC（高级链路控制协议）
全双工操作，传输数据报，面向比特，透明传输时使用0比特插入法，帧用CRC校验，对帧编号，可靠
站：主站，从站，复合站。主站发命令站，从站发响应站，复合站既可当主站也可当从站
数据操作方式
正常响应方式
异步平衡方式
异步响应方式
HDLC帧格式
数据链路层设备
网桥
网桥工作在数据链路层的MAC子层，与高层协议无关
网桥有过滤帧以及存储转发帧的作用，可以隔离冲突域，不能隔离广播域
具备寻址和路径选择能力，确定帧的传送方向
从源网络接收帧，根据MAC地址向目的网络转发帧
网桥能连接不通的局域网，能进行对应的数据链路层协议转换和帧格式修改
网桥要有足够大的存储空间用来存储转发
优点
帧过滤，隔离网段
扩大物理范围
可使用不通物理层，连接不通局域网，可靠性高，性能好
缺点
增加延时，不同MAC子层会有帧格式转换
MAC子层无流量控制功能，不能防止广播风暴
透明网桥
由网桥负责路由选择，路由规则：源LAN和目的LAN相同，则丢弃，不同则转发；目的LAN未知则扩散
生成树算法生成路由表
源路由网桥
对主机不透明，主机必须知道网桥标识和目标网段，路由选择由源站点负责 源站向目的站发送探测帧来寻找最佳路由
交换机
相当于一个多端口的网桥，端口隔离冲突域，不隔离广播域。用交换机能实现虚拟局域网，VLAN既隔离冲突域，又隔离广播域
原理：根据源MAC地址和目的MAC地址查找表，若MAC地址不在表中，则加入表中并转发到目的端口
端口与主机相连，工作在全双工
每个端口用户能独占传输媒体带宽
交换方式
存储转发式：缓存帧，差错检测，丢弃或转发，延迟较长
直通式：只检查目的地址，与转发表比较直接转发，延迟小，无差错检测功能
