计算机网络——数据链路层与局域网

一、数据链路层服务

信道划分MAC协议
- 多路访问控制MAC：广播信道上用于协调各个结点的数据发送
- 信道划分MAC协议：
  - 频分多路复用：在频域内将信道带宽划分为多个子信道
  - 时分多路复用：将通信信道的传输信号在时域内划分为多个等长的时隙
  - 波分多路复用：在一根光纤中，传输多路不同波长的光信号
  - 码分多路复用：从编码域进行划分，使得编码后的信号在同一信道中混合传输
随机访问MAC协议
- ALOHA协议
  - 纯ALOHA：直接发送——>信道侦听——>冲突重发
  - 时隙ALOHA：时隙开始时发送——>信道侦听——>冲突则下——>时隙以概率P重发
- 载波监听多路访问协议CSMA，发送前监听信道是否空闲
  - 非坚持CSMA：忙则等待随机时间后再侦听
  - 1-坚持CSMA：忙则持续侦听
  - p-坚持CSMA：闲则概率P在最近时隙发送
- 带冲突检测的载波监听多路访问协议CSMA/CD
  - 监听空闲后发送，发送时检测碰撞，碰撞后等待重发
受控接入MAC协议
- 集中式控制：由一个主机负责调度其他通信站接入信道，从而避免冲突。
  - 其主要方法：轮询技术，又分为轮叫轮询和传递轮询
- 分散式控制：典型方法有令牌技术，如令牌环网

数据链路层寻址与ARP
- MAC地址：每个接口对应一个MAC地址，且全球唯一，长度48位。
- 地址解析协议（ARP）：根据本网内目的主机或默认网关的IP地址获取其MAC地址。查询/响应的方式。
以太网
- IEEE802.3标准
- 采用CSMA/CD访问控制方法 *
- 以太网技术
  - 10Base-5，10Base-T
  - 快速以太网100Base-TX,100Base-T4，100Base-FX
  - 千兆以太网
  - 万兆以太网
交换机
- 转发与过滤：可以依据接收道的链路层帧的目的MAC地址，选择性地转发到相应的端口，以目的MAC地址为主键，查找交换表。
- 自学习：交换机通过自学习构建交换表
- 优点：
  - 消除冲突，提高性能
  - 支持异质链路
  - 易于进行网络管理
虚拟局域网（VLAN）
- 一种基于交换机（支持VLAM功能）的逻辑分割广播域的局域网应用形式
- 不受物理位置的限制，以软件的方式划分和管理局域网中的工作组
- 能够抑制广播风暴
- 划分方法：
  - 基于交换机端口
  - 基于MAC地址
  - 基于上层协议类型或地址