《2011年计算机网络考研辅导讲座(5、数据链路层-下).ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2011年计算机网络考研辅导讲座(5、数据链路层-下).ppt（147页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第四讲 数据链路层 下 第五讲 数据链路层 下 2011年考研大纲考查范围 数据链路层 下半部分 2012年1月的考研不考这这部分 七 广域网 这部分内容教材没有 但考研大纲有 要详细讲 1 广域网的基本概念 广域网与局域网比较的主要不同之处 覆盖的地理范围不同 核心技术与标准不同 组建与管理方式不同 Internet是将多个广域网 城域网 局域网互连构成的网际网 广域网是Internet的核心部分 其任务是通过长距离传输主机 所发送的数据 连接广域网各结点交换机的链路都是高速链路 其距离可以是几千公里的光缆线路 也可以是几万公里的点对点 卫星链路 还有无线分组交换网 通信容量必须足够大 知识
2、点归纳 知识点归纳 广域网和局域网都是Internet的重要组成构件 相距较远的 局域网通过路由器与广域网相连组成了一个覆盖范围很广的 互联网 知识点归纳 互联网 一般不称它为广域网 因为在互联网中 不同 网络的 互连 才是其最主要的特征 互联网必须使用路 由器来连接 广域网是单个的网络 它使用结点交换机连接各主机而 不是用路由器连接各网络 结点交换机在单个网络中转发分组 而路由器在多个网 络构成的互联网中转发分组 从互联网的角度来看 广域网和局域网都是平等的 广域网和局域网有一个共同点 连接在一个广域网或一 个局域网上的主机在该网内进行通信时 只需要使用其 网络内的物理地址即可 知识点归纳
3、公共电话交换网 PSTN 综合业务数字网 ISDN 数字数据网 DDN X 25分组交换网 帧中继 Frame Relay FR 网 异步传输模式 Asynchronous Transfer Mode ATM 网 GE与10GE的光Ethernet技术 波分复用 WDM 技术 q 用于构成广域网的主要网络类型与技术 由于广域网的造价较高 一般都是由国家或较大的电信公司 出资建造 知识点归纳 广域网是一种公共数据网络 Public Data Network PDN 电信运营商 国家 广域网技术研究的重点是宽带核心交换技术 广域网核心技术 电信运营商负责的通信子网中使用的技 术 涉及 光纤传输 无
4、线传输 卫星传输 将核心交换技术与接入技术分开 由城域网承担用户接入 的任务 而广域网技术主要研究远距离 宽带 高服 务质量的核心交换技术 知识点归纳 广域网组成与结构 资源子网 通信子网 广域网结构与OSI参考模型 OSI参考模型中的通信子网结构就是典型的广域网 结构 知识点归纳 知识点归纳 广域网与分组交换技术 分组交换技术 在广域网中传输分组的方法有两类 线路交换 线路建立 数据传输 线路释放 分组存储转发交换 数据报方式 Datagram DG 虚电路方式 Virtual Circuit VC 永久虚电路 Permanent PVC 交换虚电路 Switched VC SVC 知识点归
5、纳 虚电路服务分为三个阶段 虚电路的建立 数据传输 虚电路的释放 在虚电路建立后 网络向用户提供的服务就好像在两个主 机之间建立了一对穿过网络的数字管道 所有发送的分组 都按顺序进入管道 然后按照先进先出的原则沿着此管道 传送到目的站主机 到达目的站的分组顺序就与发送时的顺序一致 因此网络 提供虚电路服务对通信的服务质量 QoS Quality of Service 有较好的保证 注意 由于采用存储转发技术 虚电路和电路交换的连接 不同 电路交换真正占有一条通道 而虚电路则是断续地 占有一段又一段的链路 虚电路服务示意图 H1 H5 H2 H4 H3 A C D B H6 E 分组交换网 H1
6、 要和 H5 通信 主机 H1 先向主机 H5 发出一个特定格式的控制信息分组 要求进行通信 同 时寻找一条合适路由 若 H5 同意通信就发回响应 然后双方就建立了虚电路 虚电路 H1 向 H5 发送的 所有分组都沿此 虚电路传送 H1 H5 H2 H4 H3 A C D B H6 E 分组交换网 同理 主机 H2 和主机 H6 通信之前 也要建立虚电路 虚电路服务示意图 虚电路转发表 虚电路转发表在建立虚电路 虚呼叫 时确定 分组在传送时 只需携带虚电路号 虚电路号只具有本地意义 根据虚电路建立 顺序由各主机 各结点自主排序 入出口号不一定相同 A E D CB H2H3 H1 H4 H5
7、结点A的虚电路转发表 入口 出口 H1 H1 H1 0 1 2 B0 1 2 B B 入虚电路号出虚电路号 虚电路转发表建立过程示例一 A E D CB H2H3 H1 H4 H5 依次建立5条VC VC1 A B E VC2 A B D VC3 B D E VC4 C E D VC5 A B C D 入口出口 H1 H1 H1 1 2 5 0 1 2 B0 1 2 B B 入口出口 A A H2 3 0 1 0 E0 0 1 D D 入口出口 B B E 0 1 0 H40 0 1 E H4 入口出口 H3 B 4 0 0 0 E0 0 2 D 入口出口 B D C 0 0 0 H50 1
8、0D A B C D E A2C 0 H5 CH4 1 A 请求与 B 建立虚电路 虚电路转发表建立过程示例二 虚电路转发表建立过程示例二 2 B 响应 A 的虚电路建立请求 虚电路转发表建立过程示例二 3 A 和 B 使用虚电路进行数据传输 知识点归纳 比较两种服务的思路来源 数据报服务力求使网络生存性好和使对网络的控制 功能分散 因而只能要求网络提供尽最大努力的服 务 可靠通信由用户终端中的软件 即TCP 来保 证 虚电路服务的思路来源于传统的电信网 电信网负责保证可靠通信的一切措施 因此电 信网的结点交换机复杂而昂贵 数据报服务和虚电路服务的比较 对比的方面虚电路服务数据报服务 思路 可
9、靠通信应当由网络来保证 可靠通信应当由用户主机来保证 连接的建立 必须有不要 目的站地址 仅在连接建立阶段使用 每个 分组使用短的虚电路号 每个分组都有目的站的全地址 分组的转发 属于同一条虚电路的分组均按 照同一路由进行转发 每个分组独立选择路由 进行转发 结点出故障时 所有通过出故障结点的虚电路 均不能工作 出故障的结点可能会丢失分组 一 些路由可能发生变化 分组的顺序 总是按发送顺序到达目的站到达目的站不一定按发送顺序 差错控制和 流量控制 可由分组交换网负责 也可由 用户机负责 用用户机负责 拥塞控制 易于实现很难实现 主要的几种广域网与提供的速率主要的几种广域网与提供的速率 55 1
10、55 622Mbps ATM 45Mbps SMDS 64k 2Mbps 帧中继 9 6k 2Mbps DDN 144kbps BRI 2Mbps PRI ISDN 64kbps及以下 X 25 56Kbps ARPANET 常见速率广域网类型 HDLC ISO 提出的高级数据链路控制规程 High level Data Link Control HDLC的主要概念 主站 Primary Station 负责链路控制 包括对次 站的控制 恢复链路差错 它发出的帧为命令帧 次站 Secondary Station 受主站控制的站 它完 成主站所命令的工作 返回响应帧 复合站 Combined S
11、tation 既有主站功能 又有 次站功能 可发出命令帧和响应帧 2 链路结构 非平衡式结构 Unbalanced 由一个主站和一个或 多个次站组成 点对点或多点通信 平衡式结构 Balanced 由二个复合站组成 知识点归纳 HDLC的链路结构 HDLC数据操作方式 正常响应方式 NRM Normal Response Mode 用于非平衡式链路结构 点 点 点 多点 传输过程由主站启动 并向次站发命令 主站轮询 选择次站 主站并负责链路管理及对超时重发和各类恢复操作的控制 异步平衡方式 ABM Asychronous Balanced Mode 用于平衡式链路结构 全双工点 点 每个站都是
12、复合站 每一个复合站都可以发出命令帧和响应帧 对另一站传输数据 异步响应方式 ARM Asychronous Response Mode 用于非平衡式链路结构 次站无主站允许 即可主动向主站发送数据 主站仍负责初始化 错误恢复等 起控制作用 此方式一般使用较少 知识点归纳 1 标志字段 8比特序列 01111110 标志帧的开始和结束 即用于 帧的同步 0 比特插入法 保持标志字段的唯一性 以实现数 据的透明传输 在发送端发送数据时 每5个连续 1 后面自动插 入一个 0 在接收端 检测到连续5个 1 后 自动删除后面 的一个 0 恢复成原来的数据 HDLC 帧结构 HDLC 帧格式 2 地址
13、字段 一般为8个比特 可扩展 全 1 为广播地址 全 0 为测试用 扩充地址时 前面的8位组首位为0 只有最后一个 首位为 1 表示地址结束 3 控制字段 用于构成各种命令和响应 以便对链路监视和控制 4 信息字段 可以是任意长度的二进制比特串 一般为0 2000比 特长 5 帧校验序列字段 FCS 用于差错控制 采用CRC码 多项式为 X16 X12 X5 1 校验范围为两个标志字段之间 HDLC 帧结构 信息帧 I Frame 用于传送数据 监控帧 S Frame 用于差错控制和流量控制 无编号帧 U Frame 主要用于提供链路的建立 拆除及其它多种控制功能 帧 类型 控制字段比特 12
14、345678 信息帧 0N S P FN R 监控帧 10S1S2P FN R 无编号帧 11M1M2P FM3M4M5 HDLC 帧的类型 三种类型的幀格式全视图三种类型的幀格式全视图 三种类型的幀格式 提供的命令与响应 1 信息帧结构视图 帧 类型 控制字段比特 12345678 信息帧 0N S P FN R 采用滑窗协议 N S 表示发送的帧序列号 N R 表示捎带的确认信息 期待接收的下一个幀 N具有3 位 即幀序号0 7 扩展方式下有7位 q P F为探询 终止位 NRM下 主站轮询次站有无数据要发送 置P 1 若次站有数据发送 则在前面各帧中置F 0 最后一数据帧中置F 1 若无
15、数据发送 则在响 应帧中置F 1 ARM和ABM中 任何一站在发送的S帧和I帧中置 P 1 表示询问对方状态 对方在收到该帧后应 回答本站的状态 并置F 1 信 息 帧 2 监控帧视图 帧 类型 控制字段比特 12345678 监控帧 10S1S2P FN R 监控帧 根据3 4位的取值有四种类型 S1 S2 帧名 功能 00 RR Receive Ready 准备好接收N R 帧 即确认N R 以前各帧 用于无捎带应答的场合 01 REJ Reject 否认N R 起的各帧 要求对方从N R 开始 全部重发 同时表明确认N R 以前各帧 10 RNR Receive Not Ready 确认
16、N R 以前各帧 但还未准备好接收下 一幀N R 要求对方暂停发送 11 SREJ Selective Reject 只否认N R 一帧 要求对方选择重发 同时表明确认N R 以前各帧 监 控 帧 3 无编号帧视图 帧 类型 控制字段比特 12345678 无编号帧 11M1M2P FM3M4M5 无编号帧 不包含N S 和N R 即无编号 用于提供链路的建立 拆除及其他多种控制功能 它的类型由M1 M5来编码 总共可有32种命令或响应 DISC DISConnect 终止逻辑链接 结束以前操作模式 置模式命令 SNRM SABM SNRME SABME等 后带E的为 置扩展模式 扩展模式下帧序号由3位变成7位 FRMR FRaMe Reject 帧发生语义格式错误 UA Unnumbered Acknowledgement 无编号命令的应答 DM Disconnect Mode 响应幀 表明本方已与链路断开 UI Unnumbered Information 无编号信息幀 为送给对方链 路层实体的信息 其它命令与响应 用于测试 链路初始化 参数协商等 无 编 号 帧 HDLC的扩展模
