《计算机网络》课程PPT教学课件（自顶向下方法，中文第三版）第五章 链路层与局域网

计算机网络 自顶向下方法 mFKo4E6W,言年8甲a 第5章链路层与局域网 computer networking Link Layer and LANs h 计算机网络：自顶向下方法（原书第三版 陈鸣译，机械工业出版社，2005年 Computer Networking:A Top Down Approach Featuring the Internet, 3rd edition. Jim Kurose,Keith Ross Addison-Wesley,July 2004 数据链路层与局域网

数据链路层与局域网 1 第5章 链路层与局域网 Link Layer and LANs 计算机网络：自顶向下方法 (原书第三版) 陈鸣译，机械工业出版社，2005年 Computer Networking: A Top Down Approach Featuring the Internet, 3 rd edition. Jim Kurose, Keith Ross Addison-Wesley, July 2004

第5章链路层和局域网 我们的目标： 口理解支撑数据链路层服务的原则： O差错检测，纠正 O共享广播信道：多路访问 O链路层编址 O可靠数据传输，流量控制：前面己分析过 ▣各种链路层技术实例与实现 数据链路层与局域网

数据链路层与局域网 2 第5章 链路层和局域网 我们的目标:  理解支撑数据链路层服务的原则:  差错检测, 纠正  共享广播信道: 多路访问  链路层编址  可靠数据传输, 流量控制: 前面已分析过  各种链路层技术实例与实现

第5章链路层 ▣5.1概述与服务 口5.5以太网 口5.2差错检测和纠错 ▣5.6集线器和交换机 ▣5.3多路访问协议 ▣5.7PPP 口5.4链路层编址 口5.8链路虚拟化：ATM和 MPLS 数据链路层与局域网

数据链路层与局域网 3 第5章 链路层  5.1 概述与服务  5.2 差错检测和纠错  5.3多路访问协议  5.4 链路层编址  5.5 以太网  5.6 集线器和交换机  5.7 PPP  5.8 链路虚拟化: ATM和 MPLS

链路层：概述 “link" 某些术语： 口主机和路由器是节点 ▣连接沿通信路径的相邻节点的路 径是链路 。有线链路 o无线链路 。局域网 ▣第二层的分组叫帧，封装数据报 数据链路层具有经一条链路从一个节点传输 数据到相邻节点的能力 数据链路层与局域网

数据链路层与局域网 4 链路层: 概述 某些术语:  主机和路由器是节点  连接沿通信路径的相邻节点的路 径是链路  有线链路  无线链路  局域网  第二层的分组叫帧, 封装数据报 “link” 数据链路层具有经一条链路从一个节点传输 数据到相邻节点的能力

链路层：相关内容 口使用不同的链路协议经不 运输类比 同的链路传输数据报： 口从Princeton到Lausanne的旅行 O如第一段链路是以太网，中 o豪华轿车：Princeton到JFK 间链路是帧中继，最后链路 o飞机：JFK到Geneva 是802.11 o火车：Geneva到Lausanne 口每个链路协议提供不同的 口旅行者=datagram 服务 ▣运输各段=通信链路 O可能或不能经链路提供可靠 口运输模式=链路层协议 数据传输 ▣旅行代理人=选路算法 数据链路层与局域网

数据链路层与局域网 5 链路层: 相关内容  使用不同的链路协议经不 同的链路传输数据报:  如第一段链路是以太网，中 间链路是帧中继，最后链路 是 802.11  每个链路协议 提供不同的 服务  可能或不能经链路提供可靠 数据传输 运输类比  从 Princeton到Lausanne的旅行  豪华轿车: Princeton到JFK  飞机: JFK到Geneva  火车: Geneva到Lausanne  旅行者 = datagram  运输各段 = 通信链路  运输模式 = 链路层协议  旅行代理人= 选路算法

链路层Services 口帧，链路访问 O将数据报封装进帧，加上首部和尾部 O如果共享媒体，信道访问 O位于帧首部的“MAC"地址标识源、目的地 ·不同于P地址！ 口相连节点间的可靠交付 o我们已经知道如何做了（第三章）川 O在比特差错低的链路很少使用（光纤，某些双绞线） O无线链路：高差错率 ·问题：为什么同时使用链路级和端到端可靠性？ 数据链路层与局域网 6

数据链路层与局域网 6 链路层 Services  帧, 链路访问:  将数据报封装进帧，加上首部和尾部  如果共享媒体，信道访问  位于帧首部的“MAC”地址标识源、目的地 • 不同于IP地址!  相连节点间的可靠交付  我们已经知道如何做了 (第三章)!  在比特差错低的链路很少使用 (光纤，某些双绞线)  无线链路: 高差错率 • 问题: 为什么同时使用链路级和端到端可靠性?

链路层服务（续） ▣流量控 O相邻发送和接收节点间的步调一致 口差错检测 。差错由信号衰减、噪声所致 。接收方检测差错的存在 。信号发送方负责重传或丢弃帧 口纠错： O接收方识别和纠正比特差错，而不采取重传 ▣半双工and全双 O使用半双工，链路的两端节点能够传输，但不能同时 数据链路层与局域网

数据链路层与局域网 7 链路层服务(续)  流量控制:  相邻发送和接收节点间的步调一致  差错检测:  差错由信号衰减、噪声所致  接收方检测差错的存在 • 信号发送方负责重传或丢弃帧  纠错:  接收方识别和纠正比特差错，而不采取重传  半双工 and 全双工  使用半双工, 链路的两端节点能够传输，但不能同时

适配器通信 数据报 链路层协议 接收节点 发送节点 帧 适配器 适配器 ▣在“适配器”（又称为NIC) ▣接收侧 中实现链路层 O查找差错，可靠数据传输， o以太网卡，PCMCI-卡，802.11 流量控制，等 卡 O提取数据报，传递到接收节 口发送侧： 点 O将数据报封装在帧中 口适配器是半自治的 。增加差错检测比特，可靠数口链路和物理层 据传输，流量控制，等 数据链路层与局域网

数据链路层与局域网 8 适配器通信  在“适配器”(又称为NIC) 中实现链路层  以太网卡，PCMCI卡, 802.11 卡  发送侧:  将数据报封装在帧中  增加差错检测比特，可靠数 据传输，流量控制, 等  接收侧  查找差错，可靠数据传输， 流量控制, 等  提取数据报，传递到接收节 点  适配器是半自治的  链路和物理层 发送节点 帧 接收节点 数据报 帧 适配器 适配器 链路层协议

第5章链路层 ▣5.1概述与服务 口5.5以太网 口5.2差错检测和纠错 ▣5.6集线器和交换机 ▣5.3多路访问协议 ▣5.7PPP ▣5.4链路层编址 ▣5.8链路虚拟化：ATM和 MPLS 数据链路层与局域网

数据链路层与局域网 9 第5章 链路层  5.1 概述与服务  5.2 差错检测和纠错  5.3多路访问协议  5.4 链路层编址  5.5 以太网  5.6 集线器和交换机  5.7 PPP  5.8 链路虚拟化: ATM和 MPLS

差错检测 EDC=差错检测和纠错bits(冗余) D:数据由差错校验保护，可能包括首部字段 ·差错检测不是100%可靠I 协议可能漏掉某些差错，但是非常少 ·较大的EDC字段产生更好的检测和纠正 datagram datagram YT all bits in D N OK detected error ←d data bits- D EDC D' EDC' bit-error prone link 数据链路层与局域网 10

数据链路层与局域网 10 差错检测 EDC= 差错检测和纠错 bits (冗余) D = 数据由差错校验保护，可能包括首部字段 • 差错检测不是100%可靠! • 协议可能漏掉某些差错，但是非常少 • 较大的EDC字段产生更好的检测和纠正