计算机网络 第三章 数据链路层

计算机网络课程的第三章数据链路层的思维导图，基于王道408课程

J/W第三章 数据链路层

• 数据链路层的功能
  • 1.网络层提供服务
    • 无确认的无连接服务
      • 适用于实时通信或误码率较低的通信信道，如以太网
    • 有确认的无连接服务
      • 适于误码率较高的通信信道，如无线通信
    • 有确认的有连接服务
      • 适于通信要求较高的场合
  • 2.链路管理
    • 数据链路层（点对点）连接的建立、维持和释放过程称为链路管理
  • 3.组帧 （封装成帧）
    • 帧定界、帧同步、透明传输
    • 方法
      • 字符计数法
        • 帧头部使用一个计数字段来标明帧内字符数 ，易出错
      • 字符填充法
        • 使用特定字符定界帧的开始和结束
        • 信息位内的特殊字符前填充转义字符加以区分
      • 零比特填充法（常用
        • 用01111110来标志一帧的开始和结束
        • 5"1"，1"0"规则：发送发信息位中遇到5个连续的“1”，自动在后面插入一个“0”
      • 违规编码法（常用
        • IEEE802标准采用
        • 使用违规编码序列来定界帧的开始和结束，如曼彻斯特编码中的“高-高”“低-低”
  • 5.差错控制
    • 传输差错分为
      • 位错
        • 称比特差错，1变成0,0变成1
      • 帧错
        • 丢失
        • 重复
        • 失序
    • 对比特差错的差错控制
      • 检错编码
        • 奇偶校验码
        • 循环冗余码CRC
          • 能够实现无比特差错传输，而不是可靠传输。
      • 纠错编码
        • 海明码
  • 4.流量控制
    • 基本方法：由接收方控制发送方发送数据的速率
    • 滑动窗口机制
    • 停止等待协议
      • 传输效率低
    • 滑动窗口协议
      • 后退N帧协议GBN
      • 选择重传协议SR
• 三种可靠传输协议
  • 停止-等待协议
    • 发送方没发送一帧，都要等待接收方的应答信号，才能发送下一帧
    • 发送窗口：1 接收窗口：1
    • 差错情况
      • 有差错情况
        • 数据帧丢失或检测到帧出错
        • 确认帧丢失/迟到
      • 无差错情况
    • 超时重传
    • 缺点：信道利用率低
    • 信道利用率=发送时间/发送周期
    • 信道吞吐率=信道利用率 x 发送方的发送速率
  • 后退N帧协议GBN
    • 发送窗口：大于1
      • 接收窗口：1
    • 采用n比特对帧编号，发送窗口大小
    • 累积确认 超时重传
    • 接收方只能按顺序接收帧，其余丢弃
    • 性能分析：提高了信道利用率，但后退的做法又降低了传送效率
  • 选择重传协议SR
    • 发送窗口：大于1 接收窗口：大于1
    • 采用n比特对帧编号，要求两者之和≤2的n次方，一般为
• 介质访问控制
  • 内容：广播信道中，采取一定的措施，使得两对结点之间的通信不会发生互相干扰的情况。
  • 静态划分信道---信道划分介质访问控制
    • 多路复用技术
    • 频分多路复用FDM
    • 时分多路复用TDM
      • TDM
      • STDM
    • 波分多路复用WDM
    • 码分多路复用CDM
      • 码分多址CDMA
  • 动态划分信道
    • 轮询访问介质访问控制
      • 令牌传递协议
    • 随机访问介质访问控制
      • ALOHA协议
        • 纯ALOHA协议
        • 时隙ALOHA协议
      • CSMA协议
        • 1-坚持CSMA
        • 非坚持CSMA
        • p-坚持CSMA
      • CSMA/CD协议
        • 适用于总线形网络或半双工网络
        • 传播时延对载波监听的影响
        • 二进制指数退避算法
        • 最小帧长问题
      • CSMA/CA协议
        • 用于无线局域网802.11
• 局域网LAN
  • 基本概念
    • 三要素
      • 拓扑结构
        • 星形结构
        • 环形结构
        • 总线形结构
        • 星形和总线形复合
      • 传输介质
      • 介质访问控制
        • CSMA/CD、令牌总线、 令牌环
    • 局域网分类
    • 两个控制子层：LLC、MAC
    • IEEE802标准
    • 以太网
      • 概述
      • 提供无连接、不可靠服务
      • 传输介质与拓扑结构的发展
      • 适配器（网卡）和MAC地址（物理地址）
      • MAC帧
      • 高速以太网
• 广域网
  • 广域网基础知识
  • 广域网在数据链路层的控制协议
    • PPP协议
      • 协议特点
      • 三个组成部分
      • 状态图
      • PPP帧格式
    • HDLC协议
      • 协议特点
      • 三种站
      • 数据操作方式
      • HDLC帧格式
    • 两种协议的相同点和不同点
• 数据链路层设备
  • 网桥
    • 透明网桥
    • 源路由网桥
  • 交换机
    • 直通式
    • 存储转发式

J/W第三章 数据链路层

• 数据链路层的功能
  • 1.网络层提供服务
    • 无确认的无连接服务
      • 适用于实时通信或误码率较低的通信信道，如以太网
    • 有确认的无连接服务
      • 适于误码率较高的通信信道，如无线通信
    • 有确认的有连接服务
      • 适于通信要求较高的场合
  • 2.链路管理
    • 数据链路层（点对点）连接的建立、维持和释放过程称为链路管理
  • 3.组帧 （封装成帧）
    • 帧定界、帧同步、透明传输
    • 方法
      • 字符计数法
        • 帧头部使用一个计数字段来标明帧内字符数 ，易出错
      • 字符填充法
        • 使用特定字符定界帧的开始和结束
        • 信息位内的特殊字符前填充转义字符加以区分
      • 零比特填充法（常用
        • 用01111110来标志一帧的开始和结束
        • 5"1"，1"0"规则：发送发信息位中遇到5个连续的“1”，自动在后面插入一个“0”
      • 违规编码法（常用
        • IEEE802标准采用
        • 使用违规编码序列来定界帧的开始和结束，如曼彻斯特编码中的“高-高”“低-低”
  • 5.差错控制
    • 传输差错分为
      • 位错
        • 称比特差错，1变成0,0变成1
      • 帧错
        • 丢失
        • 重复
        • 失序
    • 对比特差错的差错控制
      • 检错编码
        • 奇偶校验码
        • 循环冗余码CRC
          • 能够实现无比特差错传输，而不是可靠传输。
      • 纠错编码
        • 海明码
  • 4.流量控制
    • 基本方法：由接收方控制发送方发送数据的速率
    • 滑动窗口机制
    • 停止等待协议
      • 传输效率低
    • 滑动窗口协议
      • 后退N帧协议GBN
      • 选择重传协议SR
• 三种可靠传输协议
  • 停止-等待协议
    • 发送方没发送一帧，都要等待接收方的应答信号，才能发送下一帧
    • 发送窗口：1 接收窗口：1
    • 差错情况
      • 有差错情况
        • 数据帧丢失或检测到帧出错
        • 确认帧丢失/迟到
      • 无差错情况
    • 超时重传
    • 缺点：信道利用率低
    • 信道利用率=发送时间/发送周期
    • 信道吞吐率=信道利用率 x 发送方的发送速率
  • 后退N帧协议GBN
    • 发送窗口：大于1
      • 接收窗口：1
    • 采用n比特对帧编号，发送窗口大小
    • 累积确认 超时重传
    • 接收方只能按顺序接收帧，其余丢弃
    • 性能分析：提高了信道利用率，但后退的做法又降低了传送效率
  • 选择重传协议SR
    • 发送窗口：大于1 接收窗口：大于1
    • 采用n比特对帧编号，要求两者之和≤2的n次方，一般为

J/W第三章 数据链路层

• 介质访问控制
  • 内容：广播信道中，采取一定的措施，使得两对结点之间的通信不会发生互相干扰的情况。
  • 静态划分信道---信道划分介质访问控制
    • 多路复用技术
    • 频分多路复用FDM
    • 时分多路复用TDM
      • TDM
      • STDM
    • 波分多路复用WDM
    • 码分多路复用CDM
      • 码分多址CDMA
  • 动态划分信道
    • 轮询访问介质访问控制
      • 令牌传递协议
    • 随机访问介质访问控制
      • ALOHA协议
        • 纯ALOHA协议
        • 时隙ALOHA协议
      • CSMA协议
        • 1-坚持CSMA
        • 非坚持CSMA
        • p-坚持CSMA
      • CSMA/CD协议
        • 适用于总线形网络或半双工网络
        • 传播时延对载波监听的影响
        • 二进制指数退避算法
        • 最小帧长问题
      • CSMA/CA协议
        • 用于无线局域网802.11
• 局域网LAN
  • 基本概念
    • 三要素
      • 拓扑结构
        • 星形结构
        • 环形结构
        • 总线形结构
        • 星形和总线形复合
      • 传输介质
      • 介质访问控制
        • CSMA/CD、令牌总线、 令牌环
    • 局域网分类
    • 两个控制子层：LLC、MAC
    • IEEE802标准
    • 以太网
      • 概述
      • 提供无连接、不可靠服务
      • 传输介质与拓扑结构的发展
      • 适配器（网卡）和MAC地址（物理地址）
      • MAC帧
      • 高速以太网
• 广域网
  • 广域网在数据链路层的控制协议
    • PPP协议
      • 协议特点
      • 三个组成部分
      • 状态图
      • PPP帧格式
    • HDLC协议
      • 协议特点
      • 三种站
      • 数据操作方式
      • HDLC帧格式
    • 两种协议的相同点和不同点
  • 广域网基础知识
• 数据链路层设备
  • 网桥
    • 透明网桥
    • 源路由网桥
  • 交换机
    • 直通式
    • 存储转发式