哈工大计算机网络Mooc 第十章笔记（数据链路层）

迷南。 2022-09-07 14:40 216阅读 0赞

### 文章目录 ###

*   *  前引
     *  第十章笔记
     *   *  数据链路层总概
         *  差错检测
         *  多路访问控制协议（MAC）
         *  信道划分(channel partitioning)MAC协议
         *  CSMA协议
         *  轮转访问MAC协议
         *  MAC协议总结

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## 前引 ##

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**现在又是凌晨12点了 刚把第十章给看了 现在就来写博客了  
结果最无语的是什么 刚看了第十章的视频时长为2小时 结果刚刚用手机看完 之后用电脑看 发现其实后面还加了一个1个多小时视频例题 但是刚刚看了下 后面的例题我都没有做 就不看了qwq**

**反正看这个哈工大计算机网络 只是对计算机网络有个总概 并不要求太多 更多深入的是去看书和做Lab和项目 哈哈 先写到这里 我们该写的笔记还是要写的**

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## 第十章笔记 ##

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### 数据链路层总概 ###

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**`数据链路层`：负责通过一条链路从一个节点向另一个物理链路直接相连的相邻结点传送数据报**

**`链路层服务`**  
**组帧(framing)  
 封装数据报构成数据帧，加首部和尾部  
 帧同步  
链路接入(link access)  
 如果是共享介质，需要解决信道接入(channel access)  
 帧首部中的“MAC”地址，用于标识帧的源和目的（不同于IP地址！)  
相邻结点间可靠交付  
 在低误码率的有线链路上很少采用 (如光纤，某些双绞线等)  
 无线链路：误码率高，需要可靠交付**  
**流量控制(flow control)  
 协调(pacing)相邻的发送结点和接收  
差错检测(error detection)  
 信号衰减和噪声会引起差错.  
 接收端检测到差错（通知发送端重传或者直接丢弃帧）  
差错纠正(error correction)  
 接收端直接纠正比特差错  
全双工和半双工通信控制  
 全双工：链路两端结点同时双向传输  
 半双工：链路两端结点交替双向传输**

**`发送端` `接收端`**  
**发送端：**  
** 数据报封装成帧**  
** 增加差错检测比特，实现可靠数据传输和流量控制等**  
**接收端：**  
** 检测差错，实现可靠数据传输和流量控制等  
 提取数据报，交付上层协议实体**

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### 差错检测 ###

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**检错码：ds = r + 1**  
**可以100%检测r比特差错**

**纠错码：ds = 2r + 1**  
**编码集的汉明距离ds=2r+1，则该差错编码可以纠正r位的差错**

**奇偶校验码**  
**1比特校验位: 检测奇数位差错（1的个数加上末尾的数刚好为奇数个）从中检测错误 只能检测百分之五十**

**Internet校验和**  
**老套路了 就不写了**

**循环冗余校验码（CRC） 检错能力更强大的差错编码 有点难理解**  
**1、将数据比特，D，视为一个二进制数  
2、选择一个r+1位的比特模式 (生成比特模式)，G  
目标：选择r位的CRC比特，R，满足<D,R>刚好可以被G整除(模2)**

**接收端检错：利用G除<D,R>，余式全0，无错；否则，有错！  
可以检测所有突发长度小于r+1位差错。  
广泛应用于实际网络 (以太网，802.11 WiFi，ATM)**

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### 多路访问控制协议（MAC） ###

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**两类“链路”：**  
**`点对点链路` `广播链路 (共享介质)`**

**三大类MAC协议：  
`信道划分(channel partitioning)MAC协议`  
`随机访问(random access)MAC协议`  
`轮转(“taking turns”)MAC协议`**

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### 信道划分(channel partitioning)MAC协议 ###

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**特点：不能占用其他信道 没有工作的信道不能去占用**  
**针对多节点的话 就很友好 但是对于单节点 无法全带宽占用 例如下面的图只能占用六分之一**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3NTAwNTE2_size_16_color_FFFFFF_t_70]

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### CSMA协议 ###

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**载波监听多路访问协议 CSMAA (carrier sense multiple access)**  
**通过在发送帧之前 监听信道 如果有的话就等待**  
**但是还是存在冲突 如果两个同时发现没有 就还是可能会出现冲突情况**

**为了保证冲突率大幅下降 公式如下**  
**网络带宽：R bps  
数据帧最小长度：Lmin (bits)  
信号传播速度：V (m/s)**  
**`Lmin / R = 2dmax / V` 或者 `Lmin / R = RTTmax`**

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### 轮转访问MAC协议 ###

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**轮询或者是令牌传递(token passing)**

**轮询就是主结点轮流“邀请”从属结点发送数据**  
**问题：  
 轮询开销  
 等待延迟  
 单点故障**

**令牌传递(token passing):  
控制令牌依次从一个结点传递到下一个结点.  
令牌：特殊帧  
问题:  
 令牌开销  
 等待延迟  
 单点故障**

**如下图：**

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3NTAwNTE2_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

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### MAC协议总结 ###

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**信道划分MAC协议：时间、频带、码片划分  
 TDMA、FDMA、CDMA  
随机访问MAC协议：  
 ALOHA, S-ALOHA, CSMA, CSMA/CD  
 CSMA/CD应用于以太网  
 CSMA/CA应用802.11无线局域网  
轮转访问MAC协议：  
 主结点轮询；令牌传递  
 蓝牙、FDDI、令牌环网**

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