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任务二 数据链路层(二)10

知识点​

8.流量控制是什么​

SWP是什么​

9.链路管理是什么​

模拟数据链路层帧(以太网帧)​

物理层过来的原始比特(图片数据片段,一串0、1): 1011001010011100 【这就是上层下来的数据(载荷)】

✅封装:加上【帧头】+【帧尾】

【帧头】| 载荷(数据) |【帧尾CRC校验】
目的MAC | 源MAC |类型| 1011001010011100 | CRC校验码

完整二进制样例

  • 目的MAC(目标网卡地址,帧头一部分):00001111 00001111 00001111
  • 源MAC(发送方网卡地址,帧头一部分):11110000 11110000 11110000
  • 类型字段(帧头,标记上层是IP):00001000 00000000
  • 载荷(图片数据):1011001010011100
  • 帧尾CRC校验码:10011101

组装成完整帧: 000011110000111100001111 111100001111000011110000 0000100000000000 1011001010011100 10011101

一句话解释

  1. 帧头:存放目的MAC、源MAC、类型。告诉交换机:这帧从哪块网卡来、要发给局域网里哪块网卡。
  2. 载荷:就是网络层交付过来的数据包(咱们例子里是微信图片的一段二进制)
  3. 帧尾CRC:校验码。接收方收到整个帧,重新计算校验值,判断传输时比特有没有损坏。
  4. 接收端解封装操作:收到完整帧 → 先用帧尾CRC校验,无误 → 剥掉帧头+帧尾,拿出中间载荷,交给网络层。

11.链路层和其他层的区别​

  1. 数据链路层:相邻节点之间,用MAC地址。(同一个小区里面,楼栋之间送货)
  2. 网络层:主机‑主机跨网络,用IP地址。(从一个城市送到另外一座城市)
  3. 传输层:进程‑进程,用端口号。(送到家里交给对应的软件)
  4. 物理层只管一长串连续01,分不清哪里是一段数据的开头结尾;
  5. 数据链路层加帧头帧尾,把连续比特切分成帧,识别一段数据的起点终点。

5.链路层的典型设备是什么​

链路层设备基于MAC地址工作;传输介质负责传送比特,介质本身只负责信号传输,不做帧的校验与转发。

硬件设备:

  1. 网卡(网络适配器) 负责实现数据链路层功能;封装/解封装帧;进行MAC地址识别;完成串并转换;具备差错检测。
  2. 网桥 连接两个局域网;基于MAC地址转发帧;隔离冲突域;不能隔离广播域。
  3. 交换机(多端口网桥) 多端口,每个端口独立冲突域;依据MAC地址表转发数据帧;全双工通信,提升传输效率;不能隔离广播域。

物理介质:

  1. 双绞线 成本低、易施工;传输距离有限;抗干扰能力弱(屏蔽双绞线抗干扰更强)。
  2. 光纤 传输速率高、距离远;抗电磁干扰能力极强;保密性好;价格偏高,需要光电转换。
  3. 同轴电缆 抗干扰较好;带宽有限;现在很少使用。
  4. 无线介质(无线电波) 无需布线,灵活;易受干扰,存在信号衰减。

1.流量控制是什么?​

  • 当发送方发送数据的速率高于接收方处理数据的速率时,某些数据可能因接收缓冲区溢出而丢失,流量控制就是防止这种情况发生。

  • 数据链路层通过滑动窗口协议(Sliding Window Protocol)来处理相邻节点之间的流量控制。

2.滑动窗口协议中窗口大小W是什么?​

  • W是发送窗口的大小,等于接收方缓冲区的大小,也就是接收方可接收来自给定发送方的消息数量。
  • W表示发送方在未收到确认之前所能发送的最大帧数,从而保证接收方缓冲区不会溢出。

3.根据网络规模,数据链路层协议分为哪两类?​

分为两类:

  • 局域网协议
    • LLC:逻辑链路控制子层
    • MAC:介质访问控制子层
  • 广域网协议
    • HDLC(高级数据链路控制,ISO 标准)
    • PPP(点对点协议,互联网 Internet 广泛使用)

4.HDLC协议的主要特点有哪些?​

① 协议不依赖于任何一种字符编码集; ② 数据报文可透明地传输; ③ 用于实现透明传输的0比特插入法,易于硬件实现; ④ 全双工通信,不必等待确认便可连续发送数据,传输效率较高; ⑤ 所有帧均采用CRC校验,对信息帧进行编号,可防止漏收或重传,传输可靠性高; ⑥ 传输控制功能与数据处理功能分离。

5.0比特插入法是什么?​

0比特插入法是为保证HDLC帧中标志码01111110的唯一性而采用的透明传输措施。

  • 发送端监视除标志码以外的所有字段,当发现连续5个1出现时,便在其后添插一个0;
  • 接收端同样监视除起始标志码以外的所有字段,当连续发现5个1后,若其后是一个比特0则自动删除它,以恢复原来的比特流;若发现连续6个1,则可能是插入的0发生差错变成了1,也可能是收到了帧的终止标志码,可通过帧检验序列进一步区分。

6.HDLC协议中主站、从站和组合站是什么。​

  • 主站:在链路上用于控制目标站,负责对数据流进行组织,并对链路上的差错实施恢复。主站发往从站的帧称为命令帧。
  • 从站:受主站控制的站。由从站返回主站的帧称为响应帧。
  • 组合站:那些兼备主站和从站功能的站。

7.HDLC协议中有哪3种常用的操作方式?​

  • ① 正常响应方式(NRM):非平衡数据链路操作方式,适用于面向终端的点到点或一点与多点链路。主站负责启动传输、管理链路、控制超时与重发;从站只有收到主站某个命令帧后才能作出响应向主站传输信息。
  • ② 异步响应方式(ARM):非平衡数据链路操作方式,从站启动传输过程、控制超时和重发,从站可主动发送包含数据信息、控制信息等的帧。
  • ③ 异步平衡方式(ABM):允许任何节点来启动传输过程,主站、从站都能启动数据传输过程,每个站既可作为主站又可作为从站(即都是组合站),各站对差错恢复过程负有相同的处理权限。

8.HDLC协议的帧由哪几部分组成?​

HDLC协议的帧由:

  • 标志字段(F):8比特
  • 地址字段(A):8比特
  • 控制字段(C):8比特
  • 信息字段(I):长度任意
  • 帧校验序列字段(FCS):16比特

组成。

9.HDLC协议有哪3种类型的帧?​

  • 信息帧(I帧):用于传送有效信息或数据。
  • 监控帧(S帧):用于差错控制和流量控制。
  • 无编号帧(U帧):用于提供对链路的建立、拆除及其他控制功能。

10.介质访问控制子层(MAC)的基本功能是什么?​

MAC的最基本功能是控制不同用户数据传输中对物理层传输介质的访问,包括介质访问时的寻址(通过MAC地址),以及解决介质访问冲突("仲裁介质的使用权",规定网络节点何时可以使用公共通信介质)。

其主要功能包括:数据帧的封装/卸装、帧的寻址和识别、帧的接收与发送、帧的差错控制、介质访问冲突控制等。

11.列举与MAC子层相关的IEEE 802标准。​

  • IEEE 802.3:以太网标准,规范总线型网络结构下如何使用传输介质;
  • IEEE 802.4:令牌总线(Token-Bus)标准,规范总线结构下利用令牌控制传输介质的使用;
  • IEEE 802.5:令牌环(Token-Ring)标准,规范环状网络结构下利用令牌控制传输介质的使用;
  • IEEE 802.11:无线局域网标准,规范无线局域网络结构下控制传输介质的使用。

12.逻辑链路控制子层(LLC)的基本功能是什么?​

LLC的最基本功能是负责数据链路层中逻辑链路的控制,包括逻辑链路的建立和释放、控制信号交换、数据流量控制、解释上层通信协议传来的命令并产生相应响应,以及克服数据传送过程中可能发生的问题(如数据错误、重复收到相同数据、接收顺序与传送顺序不一致等)。

13.IEEE 802系列标准中LLC对应的标准是什么?​

IEEE 802.2是各种不同局域网都遵守并使用的LLC通信标准。由于网络层上可能有多种通信协议同时存在,LLC从MAC收到一个数据包时必须能够判断要送给网络层的是哪一个通信协议。

14.LLC如何判断数据包应送往哪个通信协议?​

DP试题​