计算机网络-链路层笔记
LastEditTime: - 2021.1.11. introduction and services
link layer能够提供的服务有
- error detection and correction,flow control
- multiple access
- link layer addressing
- local area networks:Ethernet, VLANs
一些link layer的专业术语
- hosts和routers都称作为
nodes - nodes之间的信道称作
links - 在链路层传输的包称作
frame
2. error dection and correction
①：parity checking
首先是最简单的一维奇偶校验
我们通过设置parity bit来使1的个数为奇数或者为偶数达到奇偶校验的目的
然后是二维的奇偶校验
二维奇偶校验不仅能够发现比特错误还能够纠正单个比特错误，它还能够发现两个比特错误（但是不能纠正）
②：checksum
③：CRC: Cyslic redundancy check
这里推荐一篇文章：
https://blog.csdn.net/weixin_43655282/article/details/104677278
3.multiple access protocols
我们可以简易的将link的种类分为point to point和broadcast，多路访问协议大致可以分为三种类型
-
channel partitioning
-
random access protocol
-
taking-turns
channel partitioning
TDMA,FDMA
random access protocol
node transmit packets at full rate, but clooisions may happen, and there are some random access MAC protocols to help us detect and recover from collisions.
slotted ALOHA: max efficiency=1/e=0.37
ALOHA: max efficiency=1/2e=0.18
CSMA(carrier sense multiple access):
在传之前先去听有没有别人在传输，如果没有别人在传输，自己就传输。但是这样仍然还会有很多的问题，因为在实际中会有传播时延，所以可能已经有设备在传输信号了，但是自己仍然没有监听到，导致造成碰撞。
- CSMA/CD(collision detection):这个和之前的CDMA的区别在于这个协议会检测碰撞，一旦发现了碰撞立即取消传输，从而减少信道的浪费。
taking turns
- polling protocol（轮询协议）：轮询协议要求这些节点之一要被指定为主节点。主节点以循环的方式轮询（poll）每个节点。
- token passing protocol：在这种协议中没有主节点。一个称为令牌（token）的小的特殊帧在节点之间以某种固定的次序进行交换。
在电缆接入网中我们会用上述所说的三种协议
4. LANs
MAC address and ARP
对于大多数局域网而言，MAC地址长度为6字节。那么MAC地址和ip地址有什么不同呢。书中给了一个形象的比喻，把MAC地址比作身份证，ip地址比作邮政编码号。简单点来说，MAC地址是和适配器绑定的，永远不可能变化的而设备的ip地址是可以变的。再打个比方，MAC地址就像一个人的性别是不会变的，而ip地址就像一个人的头发发量（可能越来越少哈哈哈）。
ARP(Address Resolution Protocol地址解析协议)：
ARP利用主机中的ARP表将一个IP地址解析为一个MAC地址
那么如果主机ARP中没有某个ip地址所对应的MAC地址呢？这时候就需要适配器用MAC广播地址来发送ARP查询分组，这个时候，子网内的所有设备都会收到这个消息，它们会查询自己的ip地址是否与消息的目的ip地址相同，不同则将ARP包丢弃，相同则向查询主机发送它所希望得到的信息。通过这样的方法，查询主机就能够得到目的ip地址主机的MAC地址。值得注意的是ARP只为在同一个子网上的主机和路由器接口解析IP地址。
不同子网的数据转发：
假设我们要将数据从主机A传到主机B上，第一个出现在我们脑海里的想法是将数据的dest.ip和dest.MAC 都设置为B的ip和MAC，但是由于上面所说的ARP只为在同一个子网上的主机和路由器接口解析IP地址。所以这样数据是传不到不同子网上的主机的。正确的做法应该是A首先通过ARP广播得到R的左边适配器的MAC地址，将数据传到R上，R再利用自己的forwarding table，将数据传到222.222.222.220接口上，这时再通过ARP广播得到B的MAC地址，从而将信息传到B上。
Ethernet
以太网提供的是：unreliable,connectionless的传输。它的MAC协议为CSMA/CD with binary backoff
topology:
bus: 使用同轴电缆总线来互联节点
star
以太网帧结构:
这里preamble（前同步码）是在之前的学习中没有接触到的，前同步码总长度为8bytes，前7个bytes都是10101010，最后一个byte为10101011.前同步码字段的前7字节用于“唤醒”接收适配器，并且将它们的时钟和发送方的时钟同步。
swithes
作用是store and forward Ethernet frames，他对于host来说是透明的（transparent），并且它是plug and play和self learning的。交换机的过滤和转发借助于交换机表（switch table）完成。交换机表中的一个表项包含：①一个MAC地址；②通向该MAC地址的交换机接口；③表项放置在表中的时间。
交换机的性质：
- elimination of collisions
- heterogeneous links
- management
switch 和router的相同点：
- both are store-and-forward
- bath have forwarding tables
VLANs
如何连接具有两个VLAN的两台VLAN交换机？
6.data center networks
传统的
现代的
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