6 The Link Layer and LANs链路层和局域网

⭐⭐⭐⭐⭐⭐
Github主页👉https://github.com/A-BigTree
项目链接👉https://github.com/A-BigTree/college_assignment
⭐⭐⭐⭐⭐⭐

文章目录

• 6 The Link Layer and LANs链路层和局域网
• • 6.1 链路层概述
  • • 6.1.1 链路层提供的服务
    • 6.1.2 链路在何处实现
  • 6.2 差错检测和纠正技术
  • • 6.2.1 奇偶校验
    • 6.2.2 检验和方法
    • 6.2.3 循环冗余检测
  • 6.3 多路访问链路和协议
  • • 6.3.1 信道划分协议
    • 6.3.2 随机接入协议
    • • 时隙ALOHA
      • ALOHA
      • 波载侦听多路访问（CSMA/CD）

6.1 链路层概述

Introduction to the Link Layer

• 节点（node）：运行链路层协议的任何人设备；
• 链路（link）：沿着通信路径连接相邻节点的通信信道；

6.1.1 链路层提供的服务

The Service Provide by the Link Layer

• 成帧（Framing）；
• 链路接入（Link access）：**媒体访问控制（Medium Access Control，MAC）**协议规定了帧在链路上传输规则；
• 可靠交付（Reliable deliver）；
• 差错检测和纠正（Error detection and correction）；

6.1.2 链路在何处实现

Where Is the Link Layer Implemented

链路层的主体部分在网络适配器（network adapter）中实现，网络适配器有时也称为网络接口卡（Network Interface Card，NIC），一个典型的主机体系结构如下图所示：

6.2 差错检测和纠正技术

Error-Detection and -Correction Techniques

差错检测与纠正的场景如下图所示：

6.2.1 奇偶校验

Parity Checks

单个奇偶校验位（parity bit）：发送d比特信息附加一个比特使d+1比特中1的总数是偶数（偶校验）或奇数（奇校验），偶校验如下图所示：

• 只能检测不能纠错，不能检测超过1比特位的错误；

二维奇偶校验（two-dimension parity） 如下图所示：

• 能检测并纠正1bit差错；

6.2.2 检验和方法

Checksumming Methods

因特网检验和（Internet checksum） 基于这种方法，即数据的字节作为16比特的整数对待并求和。

6.2.3 循环冗余检测

Cyclic Redundancy Check(CRC)

计算机网络中广泛应用的差错检测技术基于循环冗余检测（Cyclic Redundancy Check，CRC）编码，也称为多项式编码（polynomial code），CRC如下图所示：

R计算：
R=remainderD⋅2rGR=remainder\frac{D\cdot2^r}{G} R=remainderGD⋅2r​

6.3 多路访问链路和协议

Multiple Acess Links and Protocol

• 两种类型的网络链路：点对点链路（point-to-point link），广播链路（broadcast link）；
• 传输的帧在接收方可能在接收方处碰撞（collide）；
• 3种类型多路访问协议：信道划分协议，随机接入协议，轮流协议；

6.3.1 信道划分协议

Channel Partitioning Protocols

• 时分多路复用（time-division multiplexing，TDM）；
• 频分多路复用（frequency-division multiplexing，FDM）；
• 码分多址（Code Division Multiple Access，CDMA）；

前两种传输速率：R\N bps

6.3.2 随机接入协议

Random Access Protocols

时隙ALOHA

在每个节点中，时隙ALOHA的操作如下：

• 当节点有一个新帧要发送时，它等到下一个间隙开始并在该时隙传输整个帧；
• 如果没有碰撞，该节点成功地传输它的帧，从而不需要考虑重传该帧；
• 如果有碰撞，该节点在时隙结束之前检测到这次碰撞，该节点以概率p在后续的每个时隙中重传它的帧，直到该帧被无碰撞的传输出去；

ALOHA

在纯ALOHA中，当一帧首次到达，节点立刻将该帧完整地传输进广播信道；

波载侦听多路访问（CSMA/CD）

Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection

局域网（LANs）部分还没有来得及整理，可以参照黑皮书了解学习，因为时间关系就不再去补充啦 （主要是考完期末了😝）

⭐⭐⭐⭐⭐⭐
Github主页👉https://github.com/A-BigTree
项目链接👉https://github.com/A-BigTree/college_assignment
⭐⭐⭐⭐⭐⭐