对数据链路层的研究
1 数据链路层功能
1.1 相邻结点
所谓相邻结点是指由同一物理链路连接的所有结点。相邻结点的最主要特征是结点之间的数据通信不需要经过其他交换设备的转发。
1.2 帧同步
数据链路层采用了被称为帧（Frame ）的协议数据单元作为数据链路层的数据传输逻辑单元。不同的数据链路层协议的核心任务就是根据所要实现的数据链路层功能来规定帧的格式。
1.3 差错控制
所谓差错是指接收端收到的数据与发送端实际发出的数据出现不一致的现象。产生差错主要是因为在通信线路上噪声干扰的结果。根据噪声类型不同，可将差错分为随机错和突发错。热噪声所产生的差错称为随机错，冲击噪声（如电磁干扰、无线电干扰等）所产生的错误称为突发错。
1．差错控制的作用与机制
差错控制的主要作用是通过发现数据传输中的错误，采取相应的措施减少数据传输错误。差错控制的核心是对传输的数据信息加上与其满足一定关系的冗余码，形成一个加强的、符合一定规律的发送序列。所加入的冗余码称为校验码（FrameCheckSequence ，简称FCS ）。
2．常见检错码
（1 ）奇／偶校验码
奇／偶校验的规则是在原数据位后附加一个校验位，将其值置为“0” 或“1” ，使附加该位后的整个数据码中“1” 的个数成为奇数或偶数。使用奇数个“1” 进行校验的方案被称为奇校验；对应于偶数个“1” 的校验方案被称为偶校验。奇／偶校验有 3 种使用方式，即水平奇／偶校验、垂直奇／偶校验和水平垂直奇／偶校验。下面以奇校验为例进行介绍。
（2 ）循环冗余校验码（CRC ）
循环冗余校验码（CycleRedundancyCheck ，简称CRC ）是一种被广泛采用的多项式编码。CRC 码由两部分组成，前一部分是k +1 个比特的待发送信息，后一部分是r 个比特的冗余码。由于前一部分是实际要传输的内容，因此是固定不变的，CRC 码的产生关键在于后一部分冗余码的计算。
计算中主要用到两个多项式：f ( x ) 和G ( x ) 。其中，f ( x ) 是一个k 阶
多项式，其系数是待发送的k +1 个比特序列；G ( x ) 是一个r 阶的生成多项式，由发收双方预先约定。
例如，设实际要发送的信息序列是1010001101 （10 个比特，k =9 ），则以它们作为 f ( x ) 的系数，得到对应的9 阶多项式
再假设发收双方预先约定了一个 5 阶（r =5 ）的生成多项式，则其系数序列为110101 。
CRC 码的产生方法如下。
①生成r 个比特的冗余码：用模2 除法进行xrf ( x )/ G ( x ) 运算，得余式R ( x ) ，其系数即是冗余码。
②得到带CRC 校验的发送序列：用模2 减法进行运算得到带CRC 校验的发送序列。从形式上看，也就是简单地在原信息序列后面附加上冗余码。
在接收方，用同样的生成多项式G ( x ) 除所收到的序列。若余数为0 ，则表示传输无差错，否则说明传输过程出现差错。
CRC 校验方法是由多个数学公式、定理和推论得出的，尤其是CRC 中的生成多项式对于CRC 的检错能力会产生很大的影响。生成多项式G ( x ) 的结构及检错效果是在经过严格的数学分析和实验后才确定的，有其国际标准。1.4 流量控制
由于系统性能的不同，如硬件能力（包括CPU 、存储器等）和软件功能的差异，会导致发送方与接收方处理数据的速度有所不同。若一个发送能力较强的发送方给一个接收能力相对较弱的接收方发送数据，则接收方会因无能力处理所有收到的帧而不得不丢弃一些帧。如果发送方持续高速地发送，则接收方最终还会被“ 淹没” 。也就是说，在数据链路层只有差错控制机制还是不够的，它不能解决因发送方和接收方速率不匹配所造成的帧丢失问题。
1.5 链路管理
链路管理功能主要用于面向连接的服务。在链路两端的结点要进行通信前，必须首先确认对方已处于就绪状态，并交换一些必要的信息以对帧序号初始化，然后才能建立连接。在传输过程中则要维持该连接。如果出现差错，需要重新初始化，重新自动建立连接。传输完毕后则要释放连接。数据链路层连接的建立、维持和释放就称做链路管理。
2 数据链路层所提供的基本服务
通常，数据链路层有 3 种基本服务可供选择，即无确认的无连接服务（UnacknowledgedConnectionlessService ）、有确认的无连接服务
（AcknowledgedConnectionlessService ）、有确认的面向连接服务（AcknowledgedConnection-orientedService ）。
3点对点协议（PPP ）
PPP 是点对点协议（Point-to-PointProtocol ）的简称，它是一个工作于数据链路层的广域网协议。PPP 由IETF （InternetEngineeringTaskForce ）开发，目前已被广泛使用并成为国际标准。无论是同步电路还是异步电路，PPP 协议都能够建立路由器之间或者主机到网络之间的连接。
3.1 PPP的特性
PPP 协议是目前使用最广泛的广域网协议，这是因为它具有以下特性：
能够控制数据链路的建立；能够对IP 地址进行分配和使用；允许同时采用多种网络层协议；能够配置和测试数据链路；能够进行错误检测；有协商选项，能够对网络层的地址和数据压缩等进行协商。
PPP 是现在主流的一种国际标准WAN 封装协议，可支持如下连接类型：同步串行连接；异步串行连接；ISDN 连接；HSSI 连接。
3.2 PPP的组成
PPP 作为第2 层的协议，在物理上可使用各种不同的传输介质，包括双绞线、光纤及无线传输介质，在数据链路层提供了一套解决链路建立、维护、拆除和上层协议协商、认证等问题的方案；在帧的封装格式上，PPP 采用的是一种HDLC 的变化形式；其对网络层协议的支持则包括了多种不同的主流协议，如IP 和IPX 等。图4.8 给出了PPP 的体系结构，其中，链路控制协议（LCP ，LinkControlProtocol ）用于数据链路连接的建立、配置与测试，NCP （NetworkControlProtocols ）则是一组用来建立和配置不同数据链路的网络层协议。
3.3 PPP会话建立的过程
PPP 提供了建立、配置、维护和终止点到点连接的方法。PPP 经过以下4 个阶段在一个点到点的链路上建立通信连接。
4问题和答案
4.1发送的数据帧的格式和大小根据什么原则来确定？
答：局域网的几种协议，主要包括以太网第二版、IEEE802系列、令牌环网和SNAP等
（一）、以太网（V2）
以太网第二版是早期的版本，是由DEC、Intel和Xerox联合首创，简称DIX。
帧格式如下图：
前导信息：采用1和0的交替模式，在每个数据包起始处提供5MHZ的时钟信号，以充许接收设备锁定进入的位流。
目标地址：数据传输的目标MAC地址。
源地址：数据传输的源MAC地址。
以太网类型：标识了帧中所含信息的上层协议。
数据加填充位：这一帧所带有的数据信息。（以太网帧的大小是可变的。每个帧包括一个1 4字节的报头和一个4字节的帧校验序列域。这两个域增加了1 8字节的帧长度。帧的数据部分可以包括从4 6字节到1 5 0 0字节长的信息（如果传输小于4 6字节的数据，则网络将对数据部分填充填充位直到长度为4 6字节）。因此，以太网帧的最小长度为1 8 + 4 6，或6 4个字节，最大长度为1 8 + 1 5 0 0，或1 5 1 8个字节。）
F C S ：帧校验序列（ F C S，Frame Check Sequence）域确保接收到的数据与发送时的数据一样。当源节点发送数据时，它执行一种称为循环冗余校验（ C R C，Cyclical Redundancy Check）的算法。C R C利用帧中前面所有域的值生成一个惟一的4字节长的数，即F C S。当目标节点接收数据帧时，它通过C R C 破解F C S并确定帧的域与它们原有的形式一致。如果这种比较失败，则接收节点认为帧已经在发送过程中被破坏并要求源节点重发该数据。
（二）、IEEE802.3
下面是这个帧的帧格式：
1、这个帧格式跟以太网第二版本的格式非常像，它们这间改动的比较少，因为802。3是在以太网V2的基础上开发的，
2、为了适应100M的网络，所以才把8位的前导步信息分成了7字节，并加入了一个SFD的域。前导与SFD相当于跑步竞赛开始时的那句“预备！跑！”，
前导就是“预备！”，SFD就是“跑！”，所以前导让接收设备进入状态，SFD让接收设备开始接收。
3、类型字段变成了长度字段
4.2发送端和接受端是怎样来确定CRC？
答：发送装置计算出CRC值并随数据一同发送给接收装置，接收装置对收到的数据重新计算CRC并与收到的CRC相比较，若两个CRC值不同，则说明数据通讯出现错误。这说明发送端和接收端根据数据帧的内容动态确定CRC。
4.3 ACK中包括哪些内容？
答：英文缩写: ACK (ACKnowledge Character）
中文译名: 确认字符
ACK：
TCP数据包首部中的确认标志，对已接收到的TCP报文进行确认。
在TCP/IP协议中，如果接受方成功的接收到数据，那么会回复一个ACK 数据。通常ACK信号有自己固定的格式,长度大小,由接受方回复给发送方。其格式取决于采取的网络协议。当发送方接收到ACK信号时，就可以发送下一个数据。如果发送方没有收到信号，那么发送方可能会重发当前的数据包，也可能停止传送数据。具体情况取决于所采用的网络协议。ACK信号通常是一个ASCII 字符，不同的协议中ACK信号都不一样。这说明ACK中包含FCS和网络协议。
4.4除了TCP/IP协议，还有哪些协议？
答：除了TCP/IP协议，还有UDP/IP协议：面向无连接的用户数据报协议
参考文献
[1] 林洪波. 关注网络中的数据链路层攻击[J]. 计算机时代, 2006, (04)
[2] 喻炜, 高占春. 基于UDP隧道的数据链路层实验设计[J]. 实验技术与管理, 2005, (05)
[3] 蒋涛. 面向对象技术与通信协议的实现[J]. 四川师范大学学报(自然科学版), 2001, (04)
[4] 许尚武. DECnet_DOS Ethernet数据链路层的分析与研究[J]. 计算机工程与科学, 1989,
(04)
[5] 祁敏, 曾桂根, 赵建立. CDPD移动终端系统数据链路层的DSP实现[J]. 南京邮电学院学报(自然科学版), 1999, (03)
[6] 汤积华. 数据链路层通信协议的实现[J]. 龙岩师专学报, 2003, (06)
[7] 曹吉海, 张新潮, 宋琳. PCI Express数据链路层缓冲器结构的改进[J]. 计算机测量与控制, 2008, (02)
[8] 高跃清. DECnet-V AX数据链路层DDCMP协议的剖析[J]. 计算机工程与科学, 1987, (04)
[9] 高耀清. DECnet数据链路层DDCMP协议在V AX机上实现剖析[J]. 计算机工程与应用, 1987, (01)
[10] 赵国水. 实现ISDN用户-网络接口数据链路层的一种方法[J]. 无线电工程, 1991, (06)
实验数据链路层的帧分析 一、实验目的 分析 TCP、UDP的数据链路层帧结构、 二、准备工作 虚拟机XP，虚拟网卡设置，NAT模式，TCP/IP参数设置自动获取。本实验需安装抓包工具软件IPTool。 三、实验内容及步骤 1.运行ipconfig命令 在Windows的命令提示符界面中输入命令：ipconfig /all，会显示本机的网络配置信息。 2.运行抓包工具软件 双击抓把工具软件图标，输入所需参数，和抓包过滤参数，点击捕捉。 3.进行网络访问 进行网络访问，下载文件/搜索资料/www访问/登录邮件系统等均可。 4.从抓包工具中选择典型数据帧 5.保存捕获的数据帧 6.捕获数据帧并分析 1、启动网络抓包工具软件在网络内进行捕获，获得若干以太网帧。 2、对其中的5-10个帧的以太网首部进行观察和分析，分析的内容为：源物理地址、目的物理地址、上层协议类型。 实验过程: 1.TCP协议数据包、数据帧分析 启动IPTool，IE访问https://www.doczj.com/doc/b95130791.html,站点,使用iptool进行数据报的捕获。 TCP报文如下图：
根据所抓的数据帧进行分析： （1）MAC header 目的物理地址：00:D0:F8:BC:E7:06 源物理地址：00:16:EC:B2:BC:68 Type是0x800：意思是封装了ip数据报（2）ip数据报
由以上信息可以得出： ①版本：占4位，所以此ip是ipv4 ②首部长度：占4 位，可表示的最大十进制数值是15。此ip数据报没有选项，故它的最大十进制为5。 ③服务：占8 位，用来获得更好的服务。这里是0x00 ④总长度：总长度指首都及数据之和的长度，单位为字节。因为总长度字段为16位，所以数据报的最大长度为216-1=65 535字节。 此数据报的总长度为40字节，数据上表示为0x0028。 ⑤标识(Identification)：占16位。IP软件在存储器中维持一个计数器，每产生一个数据报，计数器就加1，并将此值赋给标识字段。但这个“标识”并不是序号，因为IP是无连接的服务，数据报不存在按序接收的问题。当数据报由于长度超过网络的MTU 而必须分片时，这个标识字段的值就被复制到所有的数据报的标识字段中。相同的标识字段的值使分片后的各数据报片最后能正确地重装成为原来的数据报。 在这个数据报中标识为18358，对应报文16位为47b6 ⑥标志(Flag)：占3 位，但目前只有2位有意义。标志字段中的最低位记为MF (More Fragment)。MF=1即表示后面“还有分片”的数据报。MF=0表示这已是若干数据报片中的最后一个。标志字段中间的一位记为DF(Don't Fragment)，意思是“不能分片”。只有当DF=0时才允许分片。这个报文的标志是010，故表示为不分片！对应报文16位为0x40。 ⑦片偏移：因为不分片，故此数据报为0。对应报文16位为0x00。 ⑧生存时间：占8位，生存时间字段常用的英文缩写是TTL (Time To Live)，其表明数据报在网络中的寿命。每经过一个路由器时，就把TTL减去数据报在路由器消耗掉的一段时间。若数据报在路由器消耗的时间小于1 秒，就把TTL值减1。当TTL值为0时，就丢弃这个数据报。经分析，这个数据报的的TTL为64跳！对应报文16位为0x40。 ⑨协议：占8 位，协议字段指出此数据报携带的数据是使用何种协议，以便使目的主机的IP层知道应将数据部分上交给哪个处理过程。这个ip数据报显示使用得是TCP协议对应报文16位为0x06。
第3章数据链路层 一、填空题 1、差错控制编码是用以实现差错控制的编码，分为（）和前向纠错两大类技术，在网络中广泛使用的一种差错检测技术为（）。 2、以太网交换机采用（）协议来避免逻辑上环路的形成。 3、以太网交换机的数据转发常见方式可分为（）、（）2类. 4、在数据链路层协议PPP的协商过程中，如果认证失败，则进入到（）阶段。 5、通常，一个有24个以太网端口的以太网交换机存在（）个冲突域，（）个广播域。 6、快速以太网是由（）标准定义的。 7、网桥分为透明网桥和（）两类。 8、数据链路层使用的信道分为（）和（）两种类型。 9、PPP协议由（）、（）和（）三部分组成。 10、PPP协议在异步传输和同步传输时，分别采用（）和（）填充法来实现透明传输。 11、IEEE802委员会把局域网的数据链路层分为（）和（）两个子层。 12、常见的硬件地址为（）位。 二、单选题 1、下面不属于局域网关键技术的是：（）。 A、拓扑结构 B、介质访问控制方法 C、路由选择算法 D、数据传输形式 2、在以太网中采用二进制指数退避算法来降低冲突的概率，如果某站点发送数据时发生了3次冲突，则它应该：（）。 A、监听信道直至空闲 B、退避1个时间片后再监听信道直至空闲 C、从0至3中随机选择一个作为退避的时间片数，然后再监听信道直至空闲 D、从0至7中随机选择一个作为退避的时间片数，然后再监听信道 3、CSMA/CD协议在站点发送数据时，处于：（）。 A、始终在侦听总线状态 B、仅发送数据，然后等待确认 C、不侦听总线活动 D、定期侦听总线状态 4、根据网桥的路径选择方法，可分为：（）。 A、内部桥和外部桥 B、本地网桥和远程网桥 C、源路由网桥和透明网桥 D、普通网桥和智能网桥 5、从内部连接方式和工作原理上讲,可以看成"多端口网桥"的设备应是：（）。 A、集线器 B、二层交换机 C、三层交换机 D、路由器 6、数据链路层数据传送的格式为（）。 A、报文 B、分组 C、帧 D、信息 7、一座大楼内的一个计算机网络系统，属于（）。 A、 PAN B、LAN C、MAN D、WAN 8、以太网交换机一个端口在接收到数据帧时，如果没有在MAC地址表中查找到目的MAC地址，通常如何处理？（） A、把以太网帧复制到所有端口 B、把以太网帧单点传送到特定端口 C、把以太网帧发送到除本端口以外的所有端口 D、丢弃该帧 E、把以太网帧发送到一组特定的端口 9、采用了（）的网络中，工作站在发送数据之前，要检查网络是否空闲，只有在网络不阻塞时，工作站才能发送数据。
资料编码产品名称 使用对象产品版本 编写部门资料版本 以太网标准和物理层、数据链路层专题 拟制：日期： 审核：日期： 审核：日期： 批准：日期： 华为技术有限公司 版权所有侵权必究 修订记录 日期修订版本作者描述
目录 1 以太网标准 5 1.1 以太网标准 5 1.2 IEEE标准 5 1.3 物理层 8 1.3.1 以太网接口类型 8 1.3.2 电口 8 1.3.3 光口 11 1.4 FE自协商 12 1.4.1 自协商技术的功能规范 13 1.4.2 自协商技术中的信息编码 14 1.4.3 自协商功能的寄存器控制 16 1.4.4 GE自协商 18 1.5 物理层芯片和MAC层芯片接口简介 19 1.5.1 MII 19 1.5.2 MDIO管理寄存器 20 1.5.3 RMII 20
1.5.4 SMII 21 1.5.5 SS－SMII 21 1.5.6 GMII 22 1.5.7 TBI 22 2 以太网数据链路层 23 2.1 以太网的帧格式 23 2.2 以太网的MAC地址 25 2.3 CSMA/CD算法 26 2.3.1 CSMA/CD发送过程 27 2.3.2 CSMA/CD如何接收 28 2.4 半双工以太网的限制 31 2.5 以太网流量控制 34 2.5.1 反压（Backpressure） 34 2.5.2 PAUSE 流控 34 关键词： 以太网物理层数据链路局域网城域网协议标准祯结构
摘要： 本文详细地阐述了以太网的标准，以太网在各个传输层面的具体结构和工作方式以及控制方式。 缩略语清单： 无。 参考资料清单 无。 以太网标准和物理层、数据链路层专题 1 以太网标准 1.1 以太网标准 局域网(LAN)技术用于连接距离较近的计算机，如在单个建筑或类似校园的集中建筑中。城市区域网(MAN)是基于10－100Km的大范围距离设计的，因此需要增强其可靠性。但随着通信的发展，从技术上看，局域网和城域网有融合贯通的趋势。 1.2 IEEE标准 IEEE是电气和电子工程师协会（Institute of Electrical and Electronics Engineers）的简称，IEEE组织主要负责有关电子和电气产品的各种标准的制定。IEEE于1980年2月成立了IEEE 802委员会，专门研究和指定有关局域网的各种标准。IEEE 802委员会由6个分委员会组成，其编号分别为802.1
实验二以太网链路层帧格式分析 一实验目的 1、分析EthernetV2 标准规定的MAC 层帧结构，了解IEEE802.3标准规定 的MAC 层帧结构和TCP/IP 的主要协议和协议的层次结构。 2、掌握网络协议分析软件的基本使用方法。 3、掌握网络协议编辑软件的基本使用方法。 "时］工严11 1 厶-*■ ―鼻八匸 二实验内容 1、 学习网络协议编辑软件的各组成部 ___________ Slepl:设走夹验环墳 2、 学习网络协议分析软件的各组成部分及其功能; — ￡伽|12:运行ipconfig 命令 3、学会使用网络协议编辑软件编辑以太网数据包；厂 5始閃：娠輻LLC 信息輔并灰洪 Step4:编頤IXC 噩拦巾贞和无 5、理解MAC 酩部中的LLC — PDU 长度/类型字段的功能； 6、学会观察并分析地址本中的 MAC 地址 三实验环境 四实验流程 图 2.1-2( 五实验原理 在物理媒体上传输的数据难免受到各种不可靠因素的影响而产生差错， 为了弥补 物理层上的不足，为上层提供无差错的数据传输，就要能对数据进行检错和纠错。 数据链路的建立、拆除、对数据的检 错，纠错是数据链路层的基本任务。 【里论套习 4、理解MAC '地址的作用; 开始
局域网(LAN)是在一个小的范围内，将分散的独立计算机系统互联起来，实现资 源的共享和数据通信。局域网的技术要素包括了体系结构和标准、传输媒体、拓扑结构、数据编码、媒体访问控制和逻 辑链路控制等，其中主要的技术是传输媒体、拓扑结构和媒体访问控制方法。局域网的主要的特点是：地理分布范围小、数据传输速率高、误码率低和协议简单等。 1、三个主要技术 1）传输媒体：双绞线、同轴电缆、光缆、无线。 2）拓扑结构：总线型拓扑、星型拓扑和环型拓扑。 3）媒体访问控制方法：载波监听多路访问/冲突检测（CSMA/CD）技术。 2、IEEE802标准的局域网参考模型 IEEE802参考模型包括了OSI/RM最低两层（物理层和数据链路层）的功能，OSI/RM 的数据链路层功能，在局域网参考模型中被分成媒体访问控制MAC（MediumAccessCo ntrol）和逻辑链路控制LLC（LogicalLi nkCon trol）两个 子层。由于局域网采用的媒体有多种，对应的媒体访问控制方法也有多种，为了 使数据帧的传送独立于所采用的物理媒体和媒体访问控制方法，IEEE802标准特意把LLC独立出来形成单独子层，使LLC子层与媒体无关，仅让MAC子层依赖于物理媒体和媒体访问控制方法。LLC子层中规定了无确认无连接、有确认无连接和面向连接三种类型的链路服务。媒体访问控制技术是以太网技术的核心。以太网不提供任何确认收到帧的应答机制，确认必须在高层完成。 3、以太网帧结构 以太网中传输的数据包通常被称为“帧”，以太网的“帧”结构如下： 各字段的含义： 目的地址：6个字节的目的物理地址标识帧的接收结点。 源地址：6个字节的源物理地址标识帧的发送结点。
计算机网络(第5版)课后习题答案：第3章-数据链路层
第三章数据链路层 3-01 数据链路(即逻辑链路)与链路(即物理链路)有何区别? “电路接通了”与”数据链路接通了”的区别何在? 答：数据链路与链路的区别在于数据链路除链路外，还必须有一些必要的规程来控制数据的传输，因此，数据链路比链路多了实现通信规程所需要的硬件和软件。 “电路接通了”表示链路两端的结点交换机已经开机，物理连接已经能够传送比特流了。在物理连接基础上，再建立数据链路连接，才是“数据链路接通了”，此后，由于数据链路连接具有差错检测功能，才使不太可靠的物理链路变成无差错的数据链路，进行无差错的数据传输。当数据链路断开连接时，物理电路连接不一定跟着断开连接。 3-02 数据链路层中的链路控制包括哪些功能?试讨论数据链路层做成可靠的链路层有哪些优点和缺点.
答：功能：链路管理、帧定界、透明传输、差错控制。 可靠的链路层的优点和缺点取决于所应用的环境：对于干扰严重的信道，可靠的链路层可以将重传范围约束在局部链路，防止全网络的传输效率受损；对于优质信道，采用可靠的链路层会增大资源开销，影响传输效率。 3-03 网络适配器的作用是什么?网络适配器工作在哪一层? 答：网络适配器（即网卡）是用来实现数据链路层和物理层这两层协议的硬件和软件。 网络适配器工作在TCP/IP协议中的网络接口层（OSI中的数据链里层和物理层）。 3-04 数据链路层的三个基本问题(帧定界、透明传输和差错检测)为什么都必须加以解决？ 答：帧定界是分组交换的必然要求；透明传输避免消息符号与帧定界符号相混淆；差错检测防止有差错的无效数据帧浪费后续路由上的传输和处理资源。
课 程 设 计 任 务 书 题目：网络安全技术分析与安全方案设计 小组成员：
姓名：刘锡淼学号：540907040127 负责内容：统筹协作和运输层安全分析与解决方案 姓名：杨大为学号：540907040144 负责内容：应用层安全分析与解决方案 姓名：余飞学号：540907040145 负责内容：网络层安全分析与解决方案 姓名：周恺学号：540907040156 负责内容：物理层安全分析与解决方案 姓名：赵伟学号：540907040153 负责内容：数据链路层安全分析与解决方案 基本要求：
?设计网络安全技术实现方案。选择合适的安全协议、安全 技术、安全设备，设计安全组网方案。 ?按5人左右组合成一个小组，集中讨论，提出各小组的实现 方案，总结并写出报告。 设计目的： ?分析网络各种安全技术和安全设备 ?设计网络安全的方案 计算机网络安全技术内容: ?保密性 ?安全协议的设计 ?访问控制 网络安全分析类别: ?物理层安全分析及解决方案 ?数据链路层安全分析及解决方案 ?网络层安全分析及解决方案 ?运输层安全分析及解决方案 ?应用层安全分析及解决方案 设计内容：数据链路层与网络安全
通信的每一层中都有自己独特的安全问题。数据链路层（第二协议层）的通信连接就安全而言，是较为薄弱的环节。网络安全的问题应该在多个协议层针对不同的弱点进行解决。在本部分中，我将集中讨论与有线局域网相关的安全问题。在第二协议层的通信中，交换机是关键的部件，它们也用于第三协议层的通信。对于相同的第三协议层的许多攻击和许多独特的网络攻击，它们和路由器都会很敏感，这些攻击包括： 内容寻址存储器（CAM）表格淹没：交换机中的CAM 表格包含了诸如在指定交换机的物理端口所提供的MAC 地址和相关的VLAN 参数之类的信息。一个典型的网络侵入者会向该交换机提供大量的无效MAC 源地址，直到CAM 表格被添满。当这种情况发生的时候，交换机会将传输进来的信息向所有的端口发送，因为这时交换机不能够从CAM 表格中查找出特定的MAC 地址的端口号。CAM 表格淹没只会导致交换机在本地VLAN 范围内到处发送信息，所以侵入者只能够看到自己所连接到的本地VLAN 中的信息。 VLAN 中继：VLAN 中继是一种网络攻击，由一终端系统发出以位于不同VLAN 上的系统为目标地址的数据包，而该系统不可以采用常规的方法被连接。该信息被附加上不同于该终端系统所属网络VLAN ID 的标签。或者发出攻击的系统伪装成交换机并对中继进行处理，以便于攻击者能够收发其它VLAN 之间的通信。 操纵生成树协议：生成树协议可用于交换网络中以防止在以太网拓朴结构中产生桥接循环。通过攻击生成树协议，网络攻击者希望将自己的系统伪装成该拓朴结构中的根网桥。要达到此目的，网络攻击者需要向外广播生成树协议配置/拓朴结构改变网桥协议数据单元（BPDU），企图迫使生成树进行重新计算。网络攻击者系统发出的BPDU 声称发出攻击的网桥优先权较低。如果获得成功，该网络攻击者能够获得各种各样的数据帧。 媒体存取控制地址（MAC）欺骗：在进行MAC 欺骗攻击的过程中，已知某其它主机的MAC 地址会被用来使目标交换机向攻击者转发以该主机为目的地址的数据帧。通过发送带有该主机以太网源地址的单个数据帧的办法，网络攻击者改写了CAM 表格中的条目，使得交换机将以该主机为目的地址的数据包转发给该网络攻击者。除非该主机向外发送信息，否则它不会收到任何信息。当该主
【里论套习 4、理解MAC '地址的作用; 实验二以太网链路层帧格式分析 一实验目的 1、分析EthernetV2 标准规定的MAC 层帧结构，了解IEEE802.3标准规定 的MAC 层帧结构和TCP/IP 的主要协议和协议的层次结构。 2、掌握网络协议分析软件的基本使用方法。 3、掌握网络协议编辑软件的基本使用方法。 "时］工严11 1 厶-*■ ―鼻八匸 二实验内容 1、 学习网络协议编辑软件的各组成部 ___________ Slepl:设走夹验环墳 2、 学习网络协议分析软件的各组成部分及其功能; — ￡伽|12:运行ipconfig 命令 3、学会使用网络协议编辑软件编辑以太网数据包；厂 5始閃：娠輻LLC 信息輔并灰洪 Step4:编頤IXC 噩拦巾贞和无 5、理解MAC 酩部中的LLC — PDU 长度/类型字段的功能； 6、学会观察并分析地址本中的 MAC 地址 三实验环境 四实验流程 图 2.1-2( 五实验原理 在物理媒体上传输的数据难免受到各种不可靠因素的影响而产生差错， 为了弥补 物理层上的不足，为上层提供无差错的数据传输，就要能对数据进行检错和纠错。 数据链路的建立、拆除、对数据的检 错，纠错是数据链路层的基本任务。 局域网(LAN)是在一个小的范围内，将分散的独立计算机系统互联起来，实现资 开始
源的共享和数据通信。局域网的技术要素包括了体系结构和标准、传输媒体、拓扑结构、数据编码、媒体访问控制和逻 辑链路控制等，其中主要的技术是传输媒体、拓扑结构和媒体访问控制方法。局域网的主要的特点是：地理分布范围小、数据传输速率高、误码率低和协议简单等。 1、三个主要技术 1）传输媒体：双绞线、同轴电缆、光缆、无线。 2）拓扑结构：总线型拓扑、星型拓扑和环型拓扑。 3）媒体访问控制方法：载波监听多路访问/冲突检测（CSMA/CD）技术。 2、IEEE802标准的局域网参考模型 IEEE802参考模型包括了OSI/RM最低两层（物理层和数据链路层）的功能，OSI/RM 的数据链路层功能，在局域网参考模型中被分成媒体访问控制MAC（MediumAccessCo ntrol） 和逻辑链路控制LLC（LogicalLi nkCon trol）两个 子层。由于局域网采用的媒体有多种，对应的媒体访问控制方法也有多种，为了 使数据帧的传送独立于所采用的物理媒体和媒体访问控制方法，IEEE802标准特意把LLC独立出来形成单独子层，使LLC子层与媒体无关，仅让MAC子层依赖于物理媒体和媒体访问控制方法。LLC子层中规定了无确认无连接、有确认无连接和面向连接三种类型的链路服务。媒体访问控制技术是以太网技术的核心。以太网不提供任何确认收到帧的应答机制，确认必须在高层完成。3、以太网帧结构 以太网中传输的数据包通常被称为“帧”，以太网的“帧”结构如下： 各字段的含义： 目的地址：6个字节的目的物理地址标识帧的接收结点。 源地址：6个字节的源物理地址标识帧的发送结点。
第三章作业参考答案 3-03 网络适配器的作用是什么？网络适配器工作在哪一层？ 答：网络适配器功能主要包括：对数据进行串/并传输转换；对数据进行缓存；实现以太网协议；过滤功 能；同时能够实现帧的传送和接收，对帧进行封装等。 网络适配器工作在物理层和数据链路层。 3-04 数据链路层的三个基本问题（帧定界、透明传输和差错检测）为什么都必须加以解决？ 答：封装成帧就是在一段数据的前后分别添加首部和尾部（在首部和尾部里面有许多必要的控制信息） 构成一个帧。接收端能从收到的比特流中准确地区分出一个帧的开始和结束在什么地方； 透明传输使得不管所传数据是什么样的比特组合，都必须能够正确通过数据链路层，具体说就是解 决二进制比特流中出现与帧定界符相同的位流问题； 差错检测可以检测出有差错的帧，并将其丢弃掉，从而降低了数据传输的比特差错率。 3-07 要发送的数据为1101011011。采用CRC的生成多项式是P(x)=x4+x+1 。试求应添加在数据后面的 余数。 数据在传输过程中最后一个1变成了0，问接收端能否发现？ 若数据在传输过程中最后两个1都变成了0，问接收端能否发现？ 采用CRC检验后，数据链路层的传输是否变成了可靠的传输？ 答：（1）因为P(x)=x4+x+1，所以p=10011。n比p少一位，所以n=4 采用CRC校验时，被除数是：11010110110000，除数是：10011，得余数1110。 即添加数据后面的余数（帧检验序列）是1110。 （2）若数据在传输过程中最后一个1变成了0，即11010110101110除以10011，得余数为0011，不为0，接收端可以发现差错。 （3）若数据在传输过程中最后两个1都变成了0，即11010110001110除以10011，得余数为0101，不为0，接收端可以发现差错。 （4）出现以上两种情况，由于接收端均发现错误，丢弃相应的帧，而CRC校验方法没有对应的重 传机制，数据链路层并不能保证接收方接到的和发送方发送的完全一致，所以，在数据链路层的传输是 不可靠的。 3-14常用的局域网的网络拓扑有哪些种类？现在最流行的是哪种结构？为什么早期的以太网选择总线 拓扑结构而不使用星形拓扑结构，但现在却改为使用星形拓扑结构？ 答：常用的局域网的网络拓扑有：星形网、环形网和总线网。 现在最流行的是星形网。 早期的以太网将多个计算机连接到一根总线上，当初认为这种连接方法既简单又可靠，在早期人们 认为：有源器件不可靠，无源的总线结构更加可靠，所以，早期的以太网选择了总线结构。 但是实践证明，连接有大量站点的总线式以太网很容易出现故障，后期出现的集线器采用专用的 ASIC芯片，一方面可以将星形结构做得非常可靠，另一方面，使用双绞线的以太网价格便宜、使用方 便，因此现在的以太网一般都是用星形结构。 3-16 数据率为10Mb/s的以太网在物理媒体上的码元传输速率是多少码元/秒？ 答：码元传输速率即为波特率。 以太网使用曼彻斯特编码，这就意味着发送的每一位都有两个信号周期。标准以太网的数据速率是 10Mb/s，因此波特率是数据率的两倍，即20M码元/秒。 3-20 假定1km长的CSMA/CD网络的数据率为1Gb/s。设信号在网络上的传播速率为200000km/s。求能够使用此协议的最短帧长。 答：1km长的CSMA/CD网络的单程传播时延=1/200000=5×10-6s，即5us，往返传播时延为2 = 10us。 为了能够按照CSMA/CD工作，最短帧的发送时延不能小于10us。以1Gb/s速率工作，10us可以发送的比特数为：10×10-6×1×109=10000bit。 所以，最短帧长为10000bit或1250Byte。
实验二以太网链路层帧格式分析一实验目的 1、分析EthernetV2标准规定的MAC层帧结构，了解IEEE802.3标准规定的 MAC层帧结构和TCP/IP的主要协议和协议的层次结构。 2、掌握网络协议分析软件的基本使用方法。 3、掌握网络协议编辑软件的基本使用方法。 二实验内容 1、学习网络协议编辑软件的各组成部分及其功能； 2、学习网络协议分析软件的各组成部分及其功能； 3、学会使用网络协议编辑软件编辑以太网数据包； 4、理解MAC地址的作用； 5、理解MAC首部中的LLC—PDU长度/类型字段的功能； 6、学会观察并分析地址本中的MAC地址。 三实验环境 回2.1- L 四实验流程 小亠| /I J ■ v 开始
结束 图21 2| 五实验原理 在物理媒体上传输的数据难免受到各种不可靠因素的影响而产生差错，为了弥补物理层上的不足，为上层提供无差错的数据传输，就要能对数据进行检错和纠错。数据链路的建立、拆除、对数据的检错，纠错是数据链路层的基本任务。 局域网（LAN）是在一个小的范围内，将分散的独立计算机系统互联起来，实现资源的共享和数据通信。局域网的技术要素包括了体系结构和标准、传输媒体、拓扑结构、数据编码、媒体访问控制和逻 辑链路控制等，其中主要的技术是传输媒体、拓扑结构和媒体访问控制方法。局域网的主要的特点是：地理分布范围小、数据传输速率高、误码率低和协议简单等。 1、三个主要技术 1）传输媒体：双绞线、同轴电缆、光缆、无线。 2）拓扑结构：总线型拓扑、星型拓扑和环型拓扑。 3）媒体访问控制方法：载波监听多路访问/冲突检测（CSMA/CD技术 2、IEEE 802标准的局域网参考模型 IEEE 802参考模型包括了OSI/RM最低两层(物理层和数据链路层)的功能，OSI/RM 的数据链路层功能，在局域网参考模型中被分成媒体访问控制 MAC(Medium Access Control) 和逻辑链路控制LLC(Logical Link Control)两个子层。由于局域网采用的媒体有多种，对应的媒体访问控制方法也有多种，为
第3章数据链路层一、单选题 1.CRC-16标准规定的生成多项式为 1 ) (2 15 16+ + + =x x x x G，它产生的校验码是（）位。 A. 2 B.4 C.16 D. 32 2.如需发送的二进制序列为1001011，并使用x3+x+1作为CRC检验的生成多项式，其实际发送的二进制序列为（） A. 100101110001 B.1001011101 C.1001011100 D. 1001011110 3.接收端发现有差错时，设法通知发送端重发，直到收到正确的码字为止，这种差错控制方法为（）。 A.前向纠错 B.冗余校验 C. 混合差错控制 D. 自动请求重发 4.帧头和帧尾都使用01111110标志，数据块作为位流来处理，这种传输方案称为（）。 A. 面向字符的同步传输 B.异步传输 C.面向位的同步传输 D. 起止式传输 5.在CRC码计算中，可以将一个二进制位串与一个只含有0或1两个系数的一元多项式建立对应关系。例如，与位 串101101对应的多项式为（） A． x6+x4+x3+1 B． x5+x3+x2+1 C． x5+x3+x2+x D． x6+x5+x4+1 6.在局域网参考模型中，与媒体无关，从而实现数据帧的独立传输的是（）。 A. 物理层 B. MAC子层 C. LLC子层 D. 网际层 7.就交换技术而言，局域网中的以太网采用的是（） A．分组交换技术 B．电路交换技术 C．报文交换技术 D．分组交换与电路交换结合技术 8.以太网的访问方法和物理层技术规范由（）描述。 A.IEEE802.3 B.IEEE802.4 C.IEEE802.5 D.IEEE802.6 9.一个采用CSMA/CD技术的局域网，其速率为10Mb/s，电缆的长度为500m，无中继器，信号在电缆中的传播速度为 200000km/s，由此可知MAC帧的最小长度不得少于（）位。 A. 10 B. 50 C. 100 D. 500 10.IEEE 802.3标准规定，若采用同轴电缆作为传输介质，在无中继的情况下，传输介质的最大长度不能超过（）。 A. 500m B. 200m C. 100m D. 50m 11.以太网交换机根据（）转发数据包。 A. IP地址 B. MAC地址 C. LLC地址 D. PORT地址 12.以太网可以采用的传输介质有( )。 A. 光纤 B. 双绞线 C.同轴电缆 D.以上均可以 13.目前,最流行的以太网组网的拓扑结构是（）。 A. 总线结构 B. 环型结构 C. 星型结构 D. 网状结构 14.对于基带CSMA/CD而言，为了确保发送站点在传输时能检测到可能存在的冲突，数据帧的传输时延至少要等于信 号传播时延的( ) A.1倍 B. 2倍 C.4倍 D. 2.5倍 15.下列选项中（）不是以太网的特点。 A.采用带冲突检测的载波侦听多路访问机制 B.采用二进制指数退避算法以减少再次竞争时冲突的概率 C.采用确认、重发机制以保证数据传输的可靠性 D.采用可携带时钟的曼彻斯特编码 16.10BASE-T采用的是（）的物理连接结构。 A．总线 B.环型 C. 星型 D. 网状型 17.10Base-T以太网中，以下说法不对的是（） A．10指的是传输速率为10MBPS B．Base指的是基带传输 C．T指的是以太网D．10Base-T 是以太网的一种配置 18.CSMA/CD是IEEE 802.3所定义的协议标准，它适用（）。 A.标记环网 B.标记总线网 C.以太网 D.城域网 19.CSMA/CD相对CSMA所做的改进在于（）。 A.控制策略 B.延迟算法 C.等待时间 D.冲突检测
第三章数据链路层 一、选择题 1、数据在传输过程出现差错的主要原因是（A ） A. 突发错 B. 计算错 C. CRC错 D. 随机错 2、PPP协议是哪一层的协议（B ） A. 物理层 B. 数据链路层 C. 网络层 D. 高层 3、控制相邻两个结点间链路上的流量的工作在（A ）完成。 A. 链路层 B. 物理层 C. 网络层 D. 运输层 4、在OSI参与模型的各层中，（B ）的数据传送单位是帧。 A．物理层B．数据链路层 C．网络层D．运输层 5、若PPP帧的数据段中出现比特串“”，则采用零比特填充后的输出为(B) 6、网桥是在（A ）上实现不同网络的互连设备。 A.数据链路层 B.网络层 C.对话层 D.物理层 7、局域网的协议结构（B）。 A.包括物理层、数据链路层和网络层 B.包括物理层、LLC子层和MAC子层 C.只有LLC子层和MAC子层 D.只有物理层 18、10Base-T以太网中，以下说法不对的是：( C ) A．10指的是传输速率为10Mbps B．Base指的是基带传输 C．T指的是以太网D．10Base-T 是以太网的一种配置 9、以太网是下面哪一种协议的实现（C ）： A. B. C. D. 10、Ethernet采用的媒体访问控制方式为（A ） A.CSMA/CD B.令牌环 C.令牌总线 D.无竞争协议 11、若网络形状是由站点和连接站点的链路组成的一个闭合环，则称这种拓扑结构为(C ) A.星形拓扑 B.总线拓扑 C.环形拓扑 D.树形拓扑 12、对于基带CSMA/CD而言，为了确保发送站点在传输时能检测到可能存在的冲突，数据
帧的传输时延至少要等于信号传播时延的(B ) A.1倍 B.2倍 C.4倍 D.倍 13、以太网采用的发送策略是(C ) A.站点可随时发送，仅在发送后检测冲突 B.站点在发送前需侦听信道，只在信道空闲时发送 C.站点采用带冲突检测的CSMA协议进行发送 D.站点在获得令牌后发送 14、在不同网络之间实现数据帧的存储转发，并在数据链路层进行协议转换的网络互连器称为( C ) A.转换器 B.路由器 C.网桥 D.中继器 15、100Base-T使用哪一种传输介质（C ） A. 同轴电缆 B. 光纤 C. 双绞线 D. 红外线 16、IEEE802规定了OSI模型的哪一层B A.数据链路和网络层 B.物理和数据链路层 C.物理层 D.数据链路层 17、要控制网络上的广播风暴，可以采用哪个手段A A.用路由器将网络分段 B.用网桥将网络分段 C.将网络转接成10BaseT D.用网络分析仪跟踪正在发送广播信息的计算 18、就交换技术而言，局域网中的以太网采用的是（A） A.分组交换技术 B.电路交换技术 C.报文交换技术 D.分组交换与电路交换结合技术 19、交换机工作在哪一层（A） A.数据链路层 B.物理层 C.网络层 D.传输层 20、一个快速以太网交换机的端口速率为100Mbit/s，若该端口可以支持全双工传输数据，那么该端口实际的传输带宽为（C ）。 A.100Mbit/s B.150Mbit/s C.200Mbit/s D.1000Mbit/s 21、以太网协议中使用了二进制指数退避算法，这个算法的特点是__B_____。 A.容易实现，工作效率高 B.在轻负载下能提高网络的利用率 C.在重负载下能有效分解冲突 D.在任何情况下不会发生阻塞 22、关于的CSMA/CD协议，下面结论中错误的是 B 。 CD协议是一种解决访问冲突的协议 CD协议适用于所有以太网
第三章 3-01数据链路（即逻辑链路与链路（即物理链路有何区别？电路接通了” 与”数据链路接通了”的区别何在？ 答:数据链路与链路的区别在于数据链路出链路外，还必须有一些必要的规程来控制数据的传输，因此，数据链路比链路多了实现通信规程所需要的硬件和软件。 电路接通了”表示链路两端的结点交换机已经开机，物理连接已经能够传送比特流了，但是，数据传输并不可靠，在物理连接基础上，再建立数据链路连接，才是数据链路接通了”此后,由于数据链路连接具有检测、确认和重传功能，才使不太可靠的物理链路变成可靠的数据链路，进行可靠的数据传输当数据链路断开连接时，物理电路连接不一定跟着断开连接。 3-02数据链路层中的链路控制包括哪些功能？试讨论数据链路层做成可靠的 链路层有哪些优点和缺点. 答:链路管理帧定界流量控制差错控制将数据和控制信息区分开透明传输寻址 可靠的链路层的优点和缺点取决于所应用的环境：对于干扰严重的信道，可靠的链路层可以将重传范围约束在局部链路，防止全网络的传输效率受损；对于优质信道, 采用可靠的链路层会增大资源开销，影响传输效率。 3-03网络适配器的作用是什么？网络适配器工作在哪一层？ 答:适配器（即网卡来实现数据链路层和物理层这两层的协议的硬件和软件 网络适配器工作在TCP/IP协议中的网络接口层（OSI中的数据链里层和物理层 3-04数据链路层的三个基本问题（帧定界、透明传输和差错检测为什么都必须加以解决？
答:帧定界是分组交换的必然要求，透明传输避免消息符号与帧定界符号相混淆差错检测防止合差错的无效数据帧浪费后续路由上的传输和处理资源 3-05如果在数据链路层不进行帧定界，会发生什么问题？ 答:无法区分分组与分组，无法确定分组的控制域和数据域，无法将差错更正的范围限定在确切的局部 3-06 PPP协议的主要特点是什么？为什么PPP不使用帧的编号？ PPP适用于什么情况？为什么PPP协议不能使数据链路层实现可靠传输？ 答:简单，提供不可靠的数据报服务，检错，无纠错 不使用序号和确认机制 地址字段A只置为0xFF。地址字段实际上并不起作用。 控制字段C通常置为0x03。 PPP是面向字节的 当PPP用在同步传输链路时,协议规定采用硬件来完成比特填充（和HDLC的做法一样，当PPP用在异步传输时，就使用一种特殊的字符填充法 PPP适用于线路质量不太差的情况下、PPP没有编码和确认机制 3-10 PPP协议使用同步传输技术传送比特串 0110111111111100试问经过零比特填充后变成怎样的比特串？若接收端收到的PPP帧的数据部分是0001110111110111110110可删除发送端加入的零比特后变成怎样的比特串？ 答:011011111 11111 00 011011111011111000 0001110111110111110110
v\:* {behavior:url(#default#VML);} o\:* {behavior:url(#default#VML);} w\:* {behavior:url(#default#VML);} .shape {behavior:url(#default#VML);} st1\:* {behavior:url(#ieooui) } 相信很多新人在学习协议的时候会遇到很多问题，有些地方可能会总是想不明白（因为我自己也是新人^_^），所以，跟据我自己学习的经历和我在学习中所遇到的问题，我总结了一下列出来。如果能对大家有所帮助，将是我莫大的荣耀！ 关于局域网的起源和发展，这里就不多说，因为很多书上和网上都有详细的说明，我们将直接进入对局域网协议的学习中。 局域网的几种协议，主要包括以太网第二版、IEEE802系列、令牌环网和SNAP等（之所以加个“等”字，是因为我只知道这几种，如果还有其他的，欢迎朋友们给我补充）。而最为常见的，也就是以太网第二版和IEEE802系列，我们也主要去了解这两种（IEEE802包括好多种，我们也不一一介绍，只对其中常见做研究）。 一，以太网（V2） 以太网第二版是早期的版本，是由DEC、Intel和Xerox联合首创，简称DIX。帧格式如下图： ：采用1和0的交替模式，在每个数据包起始处提供5MHZ的时钟信号，以充许接收设备锁定进入的位流。 ：数据传输的目标MAC地址。 ：数据传输的源MAC地址。 型：标识了帧中所含信息的上层协议。 ：这一帧所带有的数据信息。（以太网帧的大小是可变的。每个帧包括一个1 4字节的报头和一个4字节的帧校验序列域。这两个域增加了1 8字节的帧长度。帧的数据部分可以包括从4 6
题目： 数据链路层网络通信协议计 姓名: 周小多 学号：2013302513 班号：10011302 时间：2015.11.12 计算机学院
目录 摘要 1 目的 (1) 2 要求 (1) 3 相关知识 (1) 4 设计原理及流程图........................ 错误！未定义书签。 5 实现思路及伪代码描述 (3) 6 意见或建议 (4) 7 参考文献 (4)
题目： 数据链路层网络通信协议设计
帧校验字段 紧跟在信息字段之后的是两字节的帧校验字段，帧校验字段称为FC （Frame Check ）字段， 校验序列FCS （Frame check Sequence ）。SDLC/HDLC 均采用16位循环冗余校验码CRC （Cyclic Redundancy Code ），其生成多项式为CCITT 多项式X^16+X^12+X^5+1。除了标志字段和自动插入的"0" 位外，所有的信息都参加CRC 计算。 CRC 的编码器在发送码组时为每一码组加入冗余的监督码位。接收时译码器可对在纠错范围内的错码进行纠正，对在校错范 围内的错码进行校验，但不能纠正。超出校、纠错范围之外的多位错误将不可能被校验发现 。 4、设计原理及流程图 ? 可靠性分析：（1）差错控制：检错（CRC-32）;纠错（序号+确认反馈+超时重发）；（2 ）流量控制：采用选择重发协议（序号为3个比特位，发送缓冲区和接收缓存区，确定发送窗口和接收窗口，对缓冲区和窗口管理） ? 不可靠性分析：支持不可靠通信服务。 ? 协议分析：语法，语义和同步 ? 语法：数据帧格式 ? 起始定界符=终止定界符：01111110； ? 目的地址：（48）：bbbbbb; ? 源地址：（48）：aaaaaa; ? 控制字段：定义帧类型，实现差错控制和流量控制 ? 数据部分：46~1500字节 ? 语义：不同类型帧的含义
第三章 3-01 数据链路 (即逻辑链路与链路 (即物理链路有何区别? “ 电路接通了” 与”数据链路接通了” 的区别何在 ? 答:数据链路与链路的区别在于数据链路出链路外,还必须有一些必要的规程来控制数据的传输,因此,数据链路比链路多了实现通信规程所需要的硬件和软件。 “电路接通了”表示链路两端的结点交换机已经开机,物理连接已经能够传送比特流了,但是,数据传输并不可靠,在物理连接基础上,再建立数据链路连接,才是“数据链路接通了”,此后,由于数据链路连接具有检测、确认和重传功能, 才使不太可靠的物理链路变成可靠的数据链路,进行可靠的数据传输当数据链路断开连接时,物理电路连接不一定跟着断开连接。 3-02 数据链路层中的链路控制包括哪些功能 ? 试讨论数据链路层做成可靠的 链路层有哪些优点和缺点 . 答:链路管理帧定界流量控制差错控制将数据和控制信息区分开透明传输寻址 可靠的链路层的优点和缺点取决于所应用的环境:对于干扰严重的信道,可靠的链路层可以将重传范围约束在局部链路, 防止全网络的传输效率受损;对于优质信道,采用可靠的链路层会增大资源开销,影响传输效率。 3-03 网络适配器的作用是什么 ? 网络适配器工作在哪一层 ? 答:适配器(即网卡来实现数据链路层和物理层这两层的协议的硬件和软件 网络适配器工作在 TCP/IP协议中的网络接口层(OSI 中的数据链里层和物理层 3-04 数据链路层的三个基本问题 (帧定界、透明传输和差错检测为什么都必须加以解决?
答:帧定界是分组交换的必然要求,透明传输避免消息符号与帧定界符号相混淆,差错检测防止合差错的无效数据帧浪费后续路由上的传输和处理资源 3-05 如果在数据链路层不进行帧定界,会发生什么问题? 答:无法区分分组与分组,无法确定分组的控制域和数据域,无法将差错更正的范围限定在确切的局部 3-06 PPP协议的主要特点是什么?为什么 PPP 不使用帧的编号? PPP 适用于什么情况?为什么 PPP 协议不能使数据链路层实现可靠传输? 答:简单,提供不可靠的数据报服务,检错,无纠错 不使用序号和确认机制 地址字段 A 只置为 0xFF。地址字段实际上并不起作用。 控制字段 C 通常置为 0x03。 PPP 是面向字节的 当 PPP 用在同步传输链路时, 协议规定采用硬件来完成比特填充(和 HDLC 的做法一样 , 当 PPP 用在异步传输时, 就使用一种特殊的字符填充法 PPP 适用于线路质量不太差的情况下、 PPP 没有编码和确认机制 3-10 PPP 协议使用同步传输技术传送比特串 11100。试问经过零比特填充后变成怎样的比特串?若接收端收到的 PPP 帧的数据部分是 10111110110,问删除发送端加入的零比特后变成怎样的比特串? 答:011011111 11111 00 1111000 10111110110
ISO11898-1数据链路层和物理层信号 ISO 11898-1定义了哪些内容，相关项目如何测试？ 1、关于ISO 11898 ISO是世界性的标准化组织，主要任务是制定国际标准，协调世界范围内的标准化工作，与其他国际性组织合作研究有关标准化问题。IS0 11898由以下部分组成： ISO11898-1：数据链路层和物理层信号 ISO11898-2：高速接入单元 ISO11898-3：低速容错接入单元 11898-4：时间触发通讯 ISO11898-5：低功耗的高速接入单元 ISO11898-6：选择性唤醒的高速接入单元 最新的ISO 11898-2、ISO 11898-5和ISO 11898-6已经取代ISO 11898-2:2003、ISO 11898-5:2007和ISO 11898-6:2013。 2、ISO11898-1的定位 对比标准的OSI通讯协议模型，ISO 11898-1定义了CAN的数据链路层和部分物理层，如图1。数据链路层和物理层具体可分为逻辑链路控制、媒介访问控制、物理层编码、物理层介质、物理层媒介依赖。 图1 ISO 11898的定位 3、适用范围 ISO11898-1旨在实现CAN模块之间数据链路层上的信息规范。控制器区域的网络是一种串行通信协议，用于道路车辆和其他控制领域，支持分布式实时控制和多路复用。ISO11898-1：2015适用于经典CAN帧与灵活CAN帧（CAN-FD）。经典的CAN帧有效载荷达8个字节，比特率最高允许1 Mbit/s。最新的CAN帧（CAN-FD）帧格式允许比特率高于1 mbit/s，并且有效载荷大于每帧8字节。新帧架构（CAN-FD）兼容经典帧结构。 图2 新旧帧关系