第5章 数据链路层.ppt

第5章 数据链路层 5.1 数据链路层的基本概念 5.1.1 数据链路层的模型 5.1.2 数据链路层的功能 5.2 介质访问控制方法 5.2.1 共享介质 5.2.2 非共享介质 5.3 数据链路层协议 5.3.1 帧 5.3.2 以太网协议 5.3.2 PPP协议 第5章 数据链路层(续) 5.4 局域网技术 5.4.1 局域网概述 5.4.2 传统以太网 5.4.3 高速以太网 5.4.4 无线局域网 5.5 以太网交换技术 5.5.1 交换技术概述 5.5.2 二层交换相关技术 5.5.3 三层交换相关技术 5.6 广域网技术 5.6.1 广域网概述 5.6.2 帧中继 5.6.3 ATM（异步传输方式） 5.1 数据链路层的基本概念5.1.1 数据链路层的模型 5.1.2 数据链路层的功能 数据链路层的主要功能是使网络层数据包做好传输准备以及控制对物理介质的访问。 数据链路层执行以下两种基本服务： （1）将上层数据包形成帧以访问介质或接受来自介质的帧。 （2）控制如何使用介质访问控制和错误检测之类的各种技术将数据放置到介质上，以及从介质接收数据。 数据链路层的具体功能 链路管理 帧定界 差错控制 流量控制 透明传输 寻址 5.2 介质访问控制方法 数据链路层协议所描述的介质访问控制方法定义了网络设备访问网络介质的过程以及在不同网络环境中传输帧的过程。 数据链路层所用的介质访问控制方法取决于介质共享和拓扑，介质共享定义了节点是否以及如何共享介质，拓扑是节点之间的连接如何显示在数据链路层中。 5.2.1 共享介质 （１）受控访问共享介质 （２）争用访问共享介质 载波侦听多路访问/冲突检测(CSMA/CD) 在CSMA/CD中，多台计算机以多点接入的方式连接在一根总线上，每一个工作站在发送数据之前先要检测一下总线上是否有其他计算机在发送数据，若无数据信号，则表示介质处于空闲状态，设备可传输数据。如果检测到有数据信号，表明另一设备此时正在进行传输，所有设备将停止发送并在稍后重试，以免发生碰撞。 载波侦听多路访问/冲突避免 在载波侦听多路访问/冲突避免 （CSMA/CA) 中，设备会检查介质中是否存在数据信号。如果介质空闲，设备将通过它想要使用的介质发送通知。然后，设备开始发送数据。 5.2.2 非共享介质 针对非共享介质的介质访问控制协议需要少量甚至不需要控制。这些协议具有更简单的介质访问控制规则和过程。 5.3 数据链路层协议 5.3.1 帧 5.3.2 以太网协议 以太网是近年来最著名和使用最广泛的局域网技术，全球90%以上的局域网都是以太网，其传输速率从10Mbit/s发展到今天的100Mbit/s、1000Mbit/s 和 10,000 Mbit/s的数据带宽。 严格说来，“以太网”应当是指符合 DIX Ethernet V2 标准的局域网 ，由于DIX Ethernet V2 标准与 IEEE （电气电子协会）的 802.3 标准只有很小的差别，因此也将 802.3 局域网简称为“以太网”。 以太网采用的介质访问控制方法是CSMA/CD，即载波监听多点接入/碰撞检测，共享介质要求以太网数据包头使用数据链路层地址来确定源节点和目的节点。与大部分局域网协议一样，该地址称为节点的 MAC 地址。 为了标识以太网上的每台主机，需要给每台主机上的网络适配器（网络接口卡）分配一个唯一的通信地址，即以太网地址或称为网卡的物理地址、MAC地址。 以太网地址长度为48比特，共6个字节。其中，前3字节为IEEE分配给厂商的厂商代码，后3字节为网络适配器编号。 5.3.2 PPP协议 PPP（Point-to-Point Protocol点到点协议）是用于在两个节点之间传送帧的链路层协议。这种链路提供全双工操作，并按照顺序传递数据包。设计目的主要是用来通过拨号或专线方式建立点对点连接发送数据，使其成为各种主机、网桥和路由器之间简单连接的一种共通的解决方案。 PPP 使用分层体系结构。为满足各种介质类型的需求，PPP 在两个节点间建立称为会话的逻辑连接。PPP 会话向上层 PPP 协议隐藏底层物理介质。这些会话还为 PPP 提供了用于封装点对点链路上的多个协议的方法。链