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第三章 數據鏈路層(二)

work int layer 通信協議 因特網 區別 如何 流程 特點

    序言

        也沒什麽好說的,只能說繼續努力,終有一天會撥開雲霧見青天。

                                                                      -----WH

一、兩種情況下的數據鏈路層

      點對點信道的數據鏈路層、 廣播信道的數據鏈路層

    1、點對點協議PPP

        概述:現在全世界使用的最多的數據鏈路層協議就是點對點協議PPP(Point to Point Protocol),我們大多數用戶使用的撥號電話線接入因特網時,一般使用的就是PPP協議,

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        PPP協議的特點:

              ·簡單:接收方每接收一個幀,就進行CRC檢驗,檢驗正確,就收下,否則就丟棄,它是不可靠傳輸,所以這就是簡單的原因

              ·封裝成幀:前一章已經講過

              ·多種網絡層協議:數據鏈路層的上一層就是網絡層,所以它同時支持多種網絡層協議的運行

              ·多種類型鏈路:比如,串行的、並行的,(串行:一個比特一個比特發送,只需要一條線路,並行:一次性傳輸n個比特,所以需要n條線路,所以叫並行)同步的、異步的(同步:以穩定的比特流的形式傳輸 異步:以字節為獨立的傳輸單位,字節跟字節之間的時間間隔不確定,但字節中的每個比特仍是同步的。),低速或高速、電或光,等不同類型的鏈路都能支持

              ·差錯檢測:就是用CRC來檢驗

              ·透明傳輸

              ·檢測連接狀態:檢測點跟點之間的連接狀態,也就是在PC機和ISP之間的線路。

              ·最大傳送單位:PPP協議幀有最大的傳送單元,發送的分組不能超過這個最大長度

              ·網絡層地址協商:使通信的兩個網絡層實體能夠通過協商知道或能夠配置彼此的網絡層地址,通俗的講,就是在分配IP地址時,就現需要這個協商才能解決,具體可以去查看資料學習

              

        PPP協議的組成

              1、數據鏈路層協可以用於異步串行或同步串行介質,通俗講也就是可以適應多種性質的鏈路,有這種介質存在

              2、使用LCP(鏈路控制協議)建立並維護數據鏈路連接, 也就是上面講的一些維護鏈路連接、檢測連接狀態等功能,就是用它來實現的

              3、網絡控制協議(NCP)允許點到點連接上使用多種網絡層協議,也就是因為跟網絡層連接在一起,所以需要支持上一層的多種協議,這樣才能完成一系列的功能,比如,網絡層地址協商,

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       PPP協議幀格式

           看一張圖就知道了

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        PPP協議幀傳輸時的透明傳輸問題

             字節填充:

                  使用的是字節傳輸,也就是異步,所有的PPP幀的長度都是整數字節,所以會出現IP數據包中有字節跟開始結束標誌字節相同的問題

                     解決: 標誌字段 F = 0x7E   

                        IP數據包中出現0x7E字節 : 轉變為 0x7D、0x5E

                        IP數據包中出現0x7D:0x7D、0x5D 

                        IP數據包中出現ASCII碼的控制字符,則在該控制字符前面加0x7D

             零比特填充方法

                  使用的是比特流傳輸(一連串的比特連續傳送),也就是同步,PPP協議就采用零比特填充方法來實現透明傳輸,就跟上一章講的一樣,具體看前面的吧,這裏就不詳細講解了。

        PPP協議的工作狀態

              鏈路靜止、鏈路建立、鑒別、網絡層協議、鏈路打開、鏈路終止 大概流程圖就是下面這個圖這樣,

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               具體細節:六步。正好驗證了PPP協議的三部分組成

                   1、鏈路靜止到鏈路建立:用戶撥號接通ISP撥號服務器後,就創建了PC機到ISP服務器的物理連接,這裏面的細節就歸咎於物理層的功勞了,創建了一條怎麽樣的信道,通過什麽傳送數據,都市物理層需要做的事情。

                   2、鏈路建立到鑒別:建立了物理連接後,PPP中LCP(鏈路控制協議)就需要做事了,LCP協商一些配置選項(鏈路上的最大幀長,所使用的鑒別協議,或者不使用PPP幀中的地址和控制字段),如何跟ISP協商這些呢,就是通過發送LCP的配置請求幀,而ISP也可以發送幾種響應,配置確認幀:所有選項都接受 配置否認幀:所有選項都理解但不能接受 配置拒絕幀:有的選項無法識別或不能接受,需要協商。 通過一系列的協商後,此過程就結束了,就到了鑒別狀態,如果協商失敗,就直接回到鏈路靜止狀態。

                   3、鑒別到網絡層協議:這裏到達網絡層協議之間做的事情就是鑒別身份,這裏感覺還沒學習到,大概就是鑒別一些用戶的身份信息,比如交錢了沒有等等吧,猜的。這一階段可以去查查,估計之後會遇得到。給出參考答案:只允許傳送LCP協議的分組、鑒別協議的分組以及檢測鏈路質量的分組。若使用口令鑒別協議PAP(Password Authentication Protocol),則需要發起通信的一方發送身份標識符和口令。系統可運行用戶重試若幹次。如果需要有更好的安全性,則可使用更加復雜的口令握手鑒別協議CHAP(Challenge-Handshake Authentication Protocol)。若鑒別身份失敗,則轉到鏈路終止狀態(Link Dead)。若鑒別成功,則進入網絡層協議狀態(Network-Layer Protocol)。

                   4、網絡層協議到鏈路打開:前面已經經過了PPP協議的前兩層,接下來就是NCP(網絡控制協議)做事的時候了,這一階段就是給PC機分配一個IP地址和對鏈路層進行網絡層協議的設置,讓鏈路層能支持網絡層的工作

                   5、鏈路打開到鏈路終止:進行傳輸數據,如果傳輸完成,就發送終止請求分組,收到終止確認分組後,就到了終止狀態,

                   6、鏈路終止到鏈路靜止:當物理層沒有載波時,就到靜止狀態

        PPP協議為什麽不適用序號和確認機制?

               這個問題也就是問為什麽PPP協議不用可靠傳輸的意思?原因有三點

                    1、在數據鏈路層出現差錯的概率不大時,使用比較簡單的 PPP 協議較為合理。

                    2、在因特網環境下,PPP 的信息字段放入的數據是 IP 數據報。數據鏈路層的可靠傳輸並不能夠保證網絡層的傳輸也是可靠的。                     3、幀檢驗序列 FCS 字段可保證無差錯接受。

 

   2、廣播信道的數據鏈路層

        講解廣播信道的知識,就必須要提到以太網,但是現在大多數人已經把以太網就當成局域網了,現在來說清楚以太網和局域網的區別

            以太網和局域網?

              1、以太網是通信協議標準,該標準定義了在局域網(LAN)中采用的電纜類型和信號處理方法,比如有CSMA/CD協議,這個協議後面會講到。

              2、局域網:在較小範圍內組件的網絡,通過交換器什麽的連接各個PC機,比如一個實驗室,一棟樓,一個校園內,這都市局域網,拿網線將兩臺計算機連在一起,這也能算是局域網,

              所以:以太網是一種局域網,而局域網卻不一定是以太網,大多數局域網就是采用了以太網的這個標準,所以很多人就將局域網默認為以太網,這種說法是有點偏差的。

        在局域網中,就采用的是廣播信道,

        廣播信道:就是一臺PC機發送數據給另一臺PC機,在同一個局域網中的計算機都能接收到該數據,這就像廣播一樣,所以這種就叫做廣播信道。

              


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