第三章 資料鏈路層(二)

一杯涼茶發表於2016-11-15

    序言

        也沒什麼好說的,只能說繼續努力,終有一天會撥開雲霧見青天。 

                                                                      -----WH

 

一、兩種情況下的資料鏈路層

      點對點通道的資料鏈路層、 廣播通道的資料鏈路層

    1、點對點協議PPP

        概述:現在全世界使用的最多的資料鏈路層協議就是點對點協議PPP(Point to Point Protocol),我們大多數使用者使用的撥號電話線接入因特網時,一般使用的就是PPP協議,

                

    

        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

              ·多種網路層協議:資料鏈路層的上一層就是網路層,所以它同時支援多種網路層協議的執行

              ·多種型別鏈路:比如,序列的、並行的,(序列:一個位元一個位元傳送,只需要一條線路,並行:一次性傳輸n個位元,所以需要n條線路,所以叫並行)同步的、非同步的(同步:以穩定的位元流的形式傳輸  非同步:以位元組為獨立的傳輸單位,位元組跟位元組之間的時間間隔不確定,但位元組中的每個位元仍是同步的。),低速或高速、電或光,等不同型別的鏈路都能支援

              ·差錯檢測:就是用CRC來檢驗

              ·透明傳輸

              ·檢測連線狀態:檢測點跟點之間的連線狀態,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,傳送的分組不能超過這個最大長度

              ·網路層地址協商:使通訊的兩個網路層實體能夠通過協商知道或能夠配置彼此的網路層地址,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,具體可以去檢視資料學習

              

        PPP協議的組成

              1、資料鏈路層協可以用於非同步序列或同步序列介質,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)建立並維護資料鏈路連線, 也就是上面講的一些維護鏈路連線、檢測連線狀態等功能,就是用它來實現的

              3、網路控制協議(NCP)允許點到點連線上使用多種網路層協議,也就是因為跟網路層連線在一起,所以需要支援上一層的多種協議,這樣才能完成一系列的功能,比如,網路層地址協商,

                  

 

       PPP協議幀格式

           看一張圖就知道了

                

      

        PPP協議幀傳輸時的透明傳輸問題

             位元組填充:

                  使用的是位元組傳輸,也就是非同步,所有的PPP幀的長度都是整數字節,所以會出現IP資料包中有位元組跟開始結束標誌位元組相同的問題

                     解決: 標誌欄位 F = 0x7E   

                        IP資料包中出現0x7E位元組 : 轉變為   0x7D、0x5E

                        IP資料包中出現0x7D:0x7D、0x5D 

                        IP資料包中出現ASCII碼的控制字元,則在該控制字元前面加0x7D

              零位元填充方法

                  使用的是位元流傳輸(一連串的位元連續傳送),也就是同步,PPP協議就採用零位元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,這裡就不詳細講解了。

 

        PPP協議的工作狀態

              鏈路靜止、鏈路建立、鑑別、網路層協議、鏈路開啟、鏈路終止  大概流程圖就是下面這個圖這樣,

              

               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:使用者撥號接通ISP撥號伺服器後,就建立了PC機到ISP伺服器的物理連線,這裡面的細節就歸咎於物理層的功勞了,建立了一條怎麼樣的通道,通過什麼傳送資料,都市物理層需要做的事情。

                   2、鏈路建立到鑑別:建立了物理連線後,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,所使用的鑑別協議,或者不使用PPP幀中的地址和控制欄位),如何跟ISP協商這些呢,就是通過傳送LCP的配置請求幀,而ISP也可以傳送幾種響應,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,就到了鑑別狀態,如果協商失敗,就直接回到鏈路靜止狀態。

                   3、鑑別到網路層協議:這裡到達網路層協議之間做的事情就是鑑別身份,這裡感覺還沒學習到,大概就是鑑別一些使用者的身份資訊,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、鑑別協議的分組以及檢測鏈路質量的分組。若使用口令鑑別協議PAP(Password Authentication Protocol),則需要發起通訊的一方傳送身份識別符號和口令。系統可執行使用者重試若干次。如果需要有更好的安全性,則可使用更加複雜的口令握手鑑別協議CHAP(Challenge-Handshake Authentication Protocol)。若鑑別身份失敗,則轉到鏈路終止狀態(Link Dead)。若鑑別成功,則進入網路層協議狀態(Network-Layer Protocol)。

                   4、網路層協議到鏈路開啟:前面已經經過了PPP協議的前兩層,接下來就是NCP(網路控制協議)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路層協議的設定,讓鏈路層能支援網路層的工作

                   5、鏈路開啟到鏈路終止:進行傳輸資料,如果傳輸完成,就傳送終止請求分組,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協議為什麼不適用序號和確認機制?

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

                    1、在資料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 的資訊欄位放入的資料是 IP 資料包。資料鏈路層的可靠傳輸並不能夠保證網路層的傳輸也是可靠的。
                    3、幀檢驗序列 FCS 欄位可保證無差錯接受。

 

   2、廣播通道的資料鏈路層

        講解廣播通道的知識,就必須要提到乙太網,但是現在大多數人已經把乙太網就當成區域網了,現在來說清楚乙太網和區域網的區別

            乙太網和區域網?

              1、乙太網是通訊協議標準,該標準定義了在區域網(LAN)中採用的電纜型別和訊號處理方法,比如有CSMA/CD協議,這個協議後面會講到。

              2、區域網:在較小範圍內元件的網路,通過交換器什麼的連線各個PC機,比如一個實驗室,一棟樓,一個校園內,這都市區域網,拿網線將兩臺計算機連在一起,這也能算是區域網,

              所以:乙太網是一種區域網,而區域網卻不一定是乙太網,大多數區域網就是採用了乙太網的這個標準,所以很多人就將區域網預設為乙太網,這種說法是有點偏差的。

 

        在區域網中,就採用的是廣播通道,

        廣播通道:就是一臺PC機傳送資料給另一臺PC機,在同一個區域網中的計算機都能接收到該資料,這就像廣播一樣,所以這種就叫做廣播通道。

 

 

 

 

 

 

              

 

 


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