CH3-6ed 数据链路层

2. 透明网桥



目前使用得最多的网桥是透明网桥 (transparent bridge)。 “透明”是指局域网上的站点并不知道所发送 的帧将经过哪几个网桥，因为网桥对各站来说 是看不见的。 透明网桥是一种即插即用设备，其标准是 IEEE 802.1D。
网桥应当按照以下算法 处理收到的帧和建立转发表
以太网交换机实质上就是一个多端口的 网桥。

交换机原理


交换机和网桥的工作原理是一样的。即 查询MAC地址表转发。有一显著不同： 交换机是基于硬件的转发，可以实现更 高的端口密度和更快的转发速率。 交换机解决了冲突的问题，也解决了网 络带宽利用率的问题。
共享式以太网与交换式以太网区别

共享以太网是一种广播网络，A发送数据 到B时，HUB本身没有智能，它会转发A 信息给网上的所有计算机，而C、D是不 需要的，是被动的。
支撑树的得出



每隔几秒钟每一个网桥要广播其标识号(由 生产网桥的厂家设定的一个惟一的序号)和 它所知道的其他所有在网上的网桥。 支撑树算法选择一个网桥作为支撑树的根 (例如，选择一个最小序号的网桥)，然后以 最短路径为依据，找到树上的每一个结点。 当互连局域网的数目非常大时，支撑树的算 法很花费时间。这时可将大的互连网划分为 多个较小的互连网，然后得出多个支撑树。
端口管理 软件 端口 1
网桥协议 实体
缓存
网桥
网段 A ① ② ③ ④
网段 B ⑤ ⑥
使用网桥带来的好处



过滤通信量。 扩大了物理范围。 提高了可靠性。 可互连不同物理层、不同 MAC 子层和不同速 率（如10 Mb/s 和 100 Mb/s 以太网）的局 域网。

认证与加密
PPP协议支持PAP（Password Authentication Protocol）和CHAP（Challenge Handshake Authentication Protocol）等认证机制，以及DES（Data Encryption Standard）等加密算法。
点对点协议PPP的分析
流量控制概述
发送方在发送完一个数据帧后，等待接收方的确认，再发送下一个数据帧。如果一段时间内没有收到确认，发送方会重发数据帧。
停止-等待协议
通过动态调整发送窗口大小来控制发送数据的数量。接收方根据窗口大小和已接收到的数据帧来决定是否继续接收数据。
滑动窗口协议
流量控制
差错控制概述
01
差错控制是为了检测和纠正数据传输过程中可能出现的错误而采取的一系列措施。
RARP协议在网络设备启动时用于获取IP地址，以便能够接入网络并进行通信。
RARP协议通常用于无盘工作站或某些网络设备上，通过发送RARP请求来请求分配一个IP地址。RARP服务器会根据请求中的MAC地址返回相应的IP地址。
03
数据链路层的设备
网卡是计算机与网络连接的硬件设备，负责将计算机连接到网络，实现数据传输。
网卡概述
网卡的主要功能包括接收和发送数据、处理数据链路层协议以及与网络接口卡驱动程序进行交互。
网卡功能
根据不同的网络技术和应用场景，网卡有多种类型，如以太网卡、无线网卡、光纤网卡等。
网卡类型
网卡的性能指标包括传输速率、传输距离、接口类型等，这些指标直接影响计算机的网络性能。
网卡性能
网卡
网桥特点
网桥具有透明性，即在网络中增加网桥不会改变原有的网络结构和协议。同时，网桥还可以实现数据链路层的过滤和分段等功能。

应用层剥去应用层 PDU 首部后 把应用程序数据交给应用进程
1
计算机学院
计算机网络
16
数据传输过程：主机1向主机2发送数据
主机 1
AP1 5
我收到了 AP1 发来的 应用程序数据！
主机 2
AP2 5 4 3 2 1
4
3 2
1
计算机学院
计算机网络
17
数据链路层
数据链路层的任务是在两个相邻结点间的线路上 无差错地传送以帧为单位的数据。 数据链路层最基本的服务是将源端网络层来的数 据可靠的传输到相邻节点的目标端的网络层。 数据链路层的功能： 如何将数据组合成数据块（在数据链路层中将这 种数据块称为帧，帧是数据链路层的传送单位）； 如何控制帧在物理信道上的传输，包括如何处理 传输差错，如何调节发送速率使之与接收方匹配；
3
T2
应用程序数据
2 1
1
10100110100101 比 特 流 110101110101
计算机学院
计算机网络
12
数据传输过程：主机1向主机2发送数据
主机 1
AP1 5
主机 2
AP2 5
4
3 2
数据链路层剥去帧首部和帧尾部后 把帧的数据部分交给网络层
H3 H2 H3 H4 H4 H5 H5
4 3
4
3 2
链路层 首部
H2
H3 H3
链路层 尾部
T2
4 3 2 1
1
10100110100101 比 特 流 110101110101
计算机学院
计机网络
11
数据传输过程：主机1向主机2发送数据
主机 1
AP1 5
主机 2

简述数据链路层功能
数据链路层是OSI模型中的第二层，主要负责点对点之间的数据传输和数据的错误控制。

其主要功能包括以下几点：
1. 帧封装和解封：将上层传输的数据添加头部和尾部，形成数据帧，便于在物理层进行传输。

在接收端，将数据帧解析还原为原始数据。

2. 数据的分段和重组：将较大的数据分成小的数据块进行传输，接收端再将小数据块重新组装成原始数据。

3. 数据的流量控制：控制发送端发送数据的速度，以保证接收端能够及时处理数据，避免数据丢失或重复。

4. 数据的错误检测和纠错：通过添加冗余信息（如校验位）来检测数据是否出现了错误，在发现错误时进行纠正或重传。

5. 数据的访问控制：控制多个设备同时访问同一物理媒介时的冲突和协调，避免数据的丢失和重复。

6. 透明传输：在数据传输过程中，不改变原始数据的内容和格式，确保数据的透明传输。

数据链路层的主要作用是将物理层提供的不可靠传输变成可靠
传输，并为网络层提供数据传输的服务。

在实际应用中，常见的数据链路层协议包括以太网、PPP等。

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