BD_第3章-2_数据链路层(1)--局域网.ppt

第三章数据链路层,学习目标,描述数据链路层功能描述数据如何在以太网上传输列举工作在数据链路层的设备,学习完本课程，您应该能够：,课程内容,数据链路层简介,数据链路层是OSI参考模型的第二层，在物理层基础上向网络层提供服务数据链路层为物理链路上提供可靠的数据传输局域网的数据链路层协议有以太网、令牌环网等广域网数据链路层协议有PPP、HDLC、FrameRelay等,数据链路层功能,帧同步功能差错控制功能流量控制功能链路管理功能,差错控制,常见差错控制的方法有：检错重发（CRC）超时重发（Timeout）,流量控制和链路管理,流量控制功能不是只有数据链路层才提供流量控制功能是控制发送方发送数据的速率链路管理是指数据链路层连接的建立、维持和释放,LAN数据链路层标准,IEEE802制定了系列局域网标准IEEE802.3：以太网IEEE802.4：令牌总线IEEE802.5：令牌环IEEE802.11：无线局域网IEEE802标准涵盖了物理层和数据链路层,课程内容,LAN数据链路层,分为两个子层：LLC：LogicalLinkControlMAC：MediaAccessControl,IEEE802.2/802.3和以太网的封装格式,类型,数据,CRC,以太网封装(RFC894):,461500字节,6,6,2,4,461500,MAC与802.2标准,LLC,MAC,数据链路层,物理层LLC的位置,网络层,协议格式,分组,网络,MAC/物理地址,厂商编号,序列号,24bits,24bits,00e0.fc01.2345,Rom,Ram,MAC地址有48位，前24bits用于标识不同的厂家,以太网II型帧,类型,数据,CRC,以太网封装(RFC894):,461500字节,6,6,2,4,461500,802.3帧,PRE:先导字节,7个10101010SFD:帧开始标志,10101011DA:目的MAC地址SA:源MAC地址LEN:LLC帧长度DATA:数据字段PAD:填充字段CRC:校验字段,7,1,6,6,2,2or3,4,LLC帧,64到1518字节,字节,CSMA/CD,传输之前先侦听，传输过程中检测，冲突之后的重传,冲突,发送,发送,接收,接收,CSMA/CD图解,监听,总线繁忙?,传输,冲突?,等待,否,是,是,有数据需要传输,Back-Off算法,否,传输之前先侦听，传输过程中检测，冲突之后的重传,课程内容,中继器,中继器是一种信号放大设备,中继器,单个HUB,Hub连接的设备共享一个冲突域Hub连接的设备共享一个广播域,HUB,A向B发送时，,C向D不能发送，,否则产生冲突,A,B,C,D,HUB级连,Hub限制的网络的可扩展性,HUB,HUB,HUB,不能发送,A向B发送时，,E向D不能发送,同,一,冲,突,域,A,F,E,D,C,B,以太网交换机数据帧的转发,以太网交换机冲突域局限于交换机一个端口上,100MHUB,一个冲突域,10M交换机B,10M,100M,100M,10M,10M,100M,10M,10M,100M交换机A,10M,一个冲突域,一个冲突域,一个冲突域,一个冲突域,课程内容,MAC地址表,交换机内部都有一张MAC地址-port对应表,E0/3,E0/5,E0/7,E0/16,MAC：M1,MAC：M2,MAC：M3,MAC：M4,目的MAC地址,发送端口号,M1,E0/3,M2,E0/5,M3,E0/7,M4,E0/16,PC1,PC2,PC4,PC3,MAC地址学习,最初交换机的MAC地址表为空,MAC：M1,MAC：M2,MAC：M3,MAC：M4,目的MAC地址,发送端口号,E0/3,E0/5,E0/7,E0/16,PC2,PC1,PC3,PC4,MAC地址学习,MAC地址表没有记录，数据帧从其它所有端口转发出去识别数据帧的源MAC地址，学习MAC地址和端口对应关系,MAC：M1,MAC：M2,MAC：M3,MAC：M4,目的MAC地址,发送端口号,E0/3,E0/5,E0/7,E0/16,M1,E0/3,PC2,PC1,PC4,PC3,MAC地址学习,通过MAC地址表实现数据帧的单点转发MAC地址表的维护,小结,数据链路层功能局域网数据链路层标准局域网数据链路层设备以太网交换机工作原理,LinkLayer-1,TCP/IPisafour-layerprotocol.Thelowestlevel,thelinklayer,isimplementedwithinthenetworkadapteranditsdevicedriver.LikealltheTCP/IPprotocols,itisdefinedbystandards.ThestandardsforgenericEthernet-typenetworksaredefinedbytheIEEE802Committee:forexample,IEEE802.3forEthernetnetworks,orIEEE802.5forTokenRingnetworks.基于IEEE802.3的CSMA/CD数据链路层协议的以太网无法实现小于1s的网络延迟抖动。通过采用时间排定算法代替标准的CSMA/CD数据链路层协议，是解决该问题的一种方法。目前，大多数基于以太网的运动控制网络都采用这种方法。,LinkLayer-2,CSMA/CD（CarrierSense,MultipleAccesswithCollisionDetection）带有冲突检测的载波侦听多路存取,IEEE802.3标准。其工作原理是：当站点希望传送时，它就等到线路空闲为止，否则就立即传输。如果两个或多个站点同时在空闲的电缆上开始传输，它们就会冲突。于是所有冲突站点终止传送，等待一个随机的时间后，再重复上述过程。QoS(QualityofService)服务质量,IEEE802.1P标准。,链路层三个主要功能：,在TCP/IP协议族中，链路层主要有三个目的：（1）为IP模块发送和接收IP数据报；（2）为ARP模块发送ARP请求和接收ARP应答；（3）为RARP发送RARP请求和接收RARP应答。TCP/IP支持多种不同的链路层协议，这取决于网络所使用的硬件，如以太网、令牌环网、FDDI（光纤分布式数据接口）及RS-232串行线路等。以太网Ethernet这个术语一般是指DEC、Intel和Xerox公司在1982年联合公布的一个标准。IEEE802委员会公布了一个稍有不同的标准集，其中80