生成树算法在透明网桥中的应用-计算机网络

"该计算机网络课件主要讲解了数据链路层的相关知识，特别是透明网桥如何使用生成树算法避免循环。课件由谢希仁制作，内容涵盖数据链路层的基本概念、点对点信道与广播信道的数据链路层协议、以太网的扩展与高速化等。" 在局域网中，透明网桥是数据链路层的一个关键设备，用于连接多个局域网段，实现不同网段间的通信。透明网桥的核心问题是解决广播域内的循环路径，这会导致帧在网络中无休止地传输，造成网络资源的浪费。生成树算法被引入透明网桥，其目的是构建一个无环的逻辑树形结构，确保数据帧只沿着这个树结构单向传播，从而避免了帧的循环。 生成树算法的工作原理是通过计算一个虚拟的树形结构，这个结构使得网络中的每个网桥到根（通常是网络中心）都有一条无环的路径。在生成树算法中，网桥会学习并维护一张转发表，这张表记录了到达各个目的地的最优路径。当帧从一个接口进入网桥时，网桥会检查转发表，如果目标地址不在同一网段，就将帧转发到相应的出接口，以确保帧能够到达目的地，同时避免回路。 课件还涵盖了数据链路层的其他重要知识点，包括点对点协议PPP（Point-to-Point Protocol），它是连接两个设备（如调制解调器和路由器）的常用协议，具有链路控制、网络层协议封装和认证等功能。PPP协议的帧格式包括起始和结束标志、地址字段、控制字段、信息字段以及帧校验序列。 此外，课件还讨论了使用广播信道的数据链路层，特别是CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）协议，这是早期以太网采用的介质访问控制方法，用于防止多台设备同时发送数据导致冲突。以太网的星形拓扑和信道利用率、MAC层的功能也是这一部分的重点。随着技术的发展，以太网不断扩展，包括物理层的扩展如100BASE-T以太网、吉比特以太网和10吉比特以太网，以及数据链路层的扩展，如VLAN（虚拟局域网）的使用，以提高网络效率和管理能力。 这个课件全面介绍了数据链路层的关键概念和技术，对于理解计算机网络特别是局域网的工作原理至关重要。