链路层与局域网:从理论到实践
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更新于2024-08-21
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"本资源是关于《计算机网络:自顶向下方法》一书中第5章‘链路层和局域网’的详细讲解,涵盖了网络层与链路层的职责划分,链路层的主要功能和服务,以及不同类型的链路层协议和技术。"
在计算机网络中,链路层作为OSI模型的第二层,负责在相邻节点间进行数据帧的传输,它是网络层和物理层之间的桥梁。本章主要讨论了链路层在数据传输过程中的关键作用,包括错误检测与纠正、多址访问协议、链路层寻址、可靠传输以及各种链路层技术的具体实现。
1. 链路层服务与协议原理:
链路层主要任务是确保数据报能够正确无误地通过各个链路,从源主机到目的主机。它处理的数据单元是帧,包含了网络层的数据报。链路层协议如以太网、802.11无线局域网、令牌环和PPP,它们规定了帧的结构以及节点在发送和接收帧时的行为,包括差错检测、重传策略、流量控制和媒体访问控制。
2. 数据链路层信道类型:
- 广播链路:多个主机共享同一通信信道,如局域网、无线LAN、卫星网络和HFC接入网。在这种环境下,需要媒体访问控制协议(如CSMA/CD或CSMA/CA)来防止传输冲突。
- 点对点通信链路:仅连接两个节点,例如路由器之间的直连链路或调制解调器与ISP之间的链路。这种链路通常采用简单的访问控制机制,并处理帧的成帧、可靠性、错误检测和流量控制问题。
3. 链路层的主要内容:
- 概述和服务:节点(主机和路由器)通过链路进行通信,链路层负责将数据报封装成帧在单个链路上传输。
- 差错检测和纠错:通过校验码(如CRC)等手段检测传输错误,并可能进行错误纠正。
- 多路访问协议:处理多台设备同时使用同一通信介质的情况,防止数据包碰撞。
- 链路层编址:定义设备的物理地址,如以太网MAC地址。
- 以太网:广泛使用的局域网技术,包括标准的CSMA/CD访问控制。
- 集线器和交换机:用于扩大网络覆盖和提高效率的硬件设备。
- PPP:点对点协议,用于非广播多路访问网络的数据传输。
- 链路虚拟化:如ATM(异步传输模式),提供带宽管理和服务质量保证。
4. 网络层与链路层的关系:
网络层主要负责端到端的数据传输,而链路层则关注于单个链路的数据传输。网络层使用IP协议,可以跨越各种异构链路层技术,如IPv4或IPv6。链路层协议则为网络层提供了透明的传输服务,使得数据可以在不同的物理链路上顺畅流动。
本章内容详尽且深入,旨在帮助读者理解链路层在计算机网络中的核心地位及其复杂操作,对于理解和构建高效、可靠的网络系统至关重要。无论是网络设计者、运维人员还是学生,都能从中获益匪浅。
2016-03-28 上传
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