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数据链路层的协议都有什么?

发布时间:2019-07-15 04:23 来源:未知 编辑:admin

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  在随机访问协议中,不采用集中控制方式解决信息发送的次序问题。所有用户都可以根据自己的意愿随机发送信息,占用信道全部速率。在总线网中,当有两个或者多个用户同时发送信息的时候,就会产生帧的冲突。这导致所有冲突用户的发送均失败。

  为了解决随机接入发生的碰撞,每个用户需要按照一定的规则反复的重传他的帧。知道帧没有碰撞到通过。

  这些协议的核心思想都是:胜利者通过争用获得信道,进而获得信息的发送权,所以说随机访问MAC协议,也叫争用型协议。

  MAC采用信道划分机制,那么节点之间的通信,要不就是共享空间,要不就共享时间,要不就两个都共享。

  因为交换机可以转发广播,随机访问MAC,可以将广播转化为point to point

  如果每个站点在发送前都先侦听一下公用的信道,那么发送信道空闲后再发送,那么将会大大减小冲突的可能。从而提高信道的利用率。

  载波侦听:也就是发送前先侦听,每次发送数据之前都要先检查一下总线上是否有其他站点在发送数据,如果有则暂时不要发送数据,等待信道变为空闲的时候再发送。

  碰撞检测:就是一边发送一边侦听,适配器在发送数据的时候变检测信道上的信号电压的变化情况,用来判断自己在发送数据的时候其他站点是否也在发送数据。

  CSMA/CD工作流程:先听后发,边听边发,冲突停发,随机重发总线的传播时延对CSMA/CD的影响很大,CSMA/CD中的站不能同时发送和接收所以CSMA/CD的以太网是不进行全双工通信,只能进行半双工通信。

  CSMA/CD协议已经应用在使用有线连接的局域网中,但是要在无线局域网的环境下,却不能用。

  CSMA/CD协议,尤其是碰撞部分,因为无线局域网中,接受信号的强度远远小于发送信号的强度。而且在无线介质上信号强度变化范围很广,要实现碰撞检测,那么在硬件上要花费很大。

  碰撞避免:不是指协议可以完全避免碰撞,而是指协议的设计要尽量减少碰撞的发生概率。

  CSMA/CA采用二进制指数退避算法。通过预约信道,ACK帧,RTS/CTS帧,三种机制来实现碰撞避免

  预约信道:发送方在发送数据的同时想起他站点通过告知自己传输数据需要的时间长度,方便让其他站点在这段时间内部发送数据,避免碰撞。

  ACK帧:所有站点在正确接收到发送给自己的数据帧后,都需要向发送方应答一个ACK帧。

  CSMA/CA协议的基本思想:发送数据的时候先广播告知其他节点,让其他节点在某个时间段内不要发送数据,避免碰撞。

  CSMA/CD协议的基本思想:发送前先侦听,边发送边侦听,一旦出现碰撞马上停止发送。

  在轮询访问中,用户不能随机的发送信息,是通过集中控制的监控站,以循环的方式轮询每个节点。然后决定信道的分配。

  当某个节点使用信道的时候,其他节点都不能使用信道。典型的轮询MAC协议是令牌传递协议,令牌环局域网。

  令牌传递协议:一个令牌在各个节点以一个固定的次序交换。令牌是个特殊的比特组成的帧,当换上的站希望传递帧的时候,就必须等待令牌,一旦收到令牌,站点就可以启动发送帧。

  轮询MAC适合复杂很高的广播信道,负载很高的信道就是多个节点在同一时刻发送数据概率很大的信道。

  如果广播信道采用随机MAC,发生冲突的概率很大,而采用轮询MAC则可以更好满足各个节点的要求。

  轮序的实质:不共享时间,空间。实质上就是在随机MAC的基础上,限定了有权利发送数据的节点只能有一个。

  即使是广播信道,都可以通过MAC使得广播信道逻辑上变成点对点的信道。所以说数据链路层研究的是点对点之间的通信。

  也就是说网络中的两个节点要进行数据交换,节点除了要给出数据外,还要给数据包装上一层控制信息,用来实现检错纠错的功能。如果这层信息是数据链路层的协议控制信息,就叫做使用了数据链路的协议,如果这层控制信息是在网络层,就是使用了网络层的协议。

  路由选择协议:负责搜索分组从某个节点到目的节点的最佳路由,以便构成路由表。

  PPP协议和HDLC协议是目前最常用的两种广域网数据链路层的面向字节的协议

  使用串行线路通信的面向字节的协议,PPP协议应用在直接连接的两个节点的连路上。

  目的:通过拨号或者专线方式建立点对点的连接放松数据,让它成为各种主机,网桥,路由器之间简单连接的解决方法。

  PPP协议:在SLIP的基础上发展而来,可以在异步线路上传输,也可以在同步线路上用。

  网络控制协议NCP:由于PPP可以同时用多种网络层协议,每个不同的网络层协议要用一个相应的NCP来配置。一个将IP数据报封装到串行链路的方法。

  HDLC,PPP是ISO提出的数据链路层协议,不属于TCP/IP协议簇。

  就系统结构而言,HDLC适用于点到点或点到多点式的结构,BSC同样也能适用于这些结构;就工作方式而方,HDLC适用于半双工或全双工,而BSC则更适用于半双工方式(也可扩充为全双工);就传输方式而言,BSC和HDLC两者都只用于同步传输。

  在传输速率方面,BSC和HDLC虽然都没有限制,但由于它们各自的特点所定,通常BSC用于低、中速传输,而HDLC则常用于中、高速传输。

  HDLC开始发送一帧后,就要连续不断地发完该帧,而BSC的同一数据块中的不同字符之间可能有时间间隔,这些间隔用SYN字符填充。HDLC可以同时确认几个帧,而BSC则在发完一数据块后必须要等待确认(即“停一等”方式)。

  HDLC中的每个帧都含有地址字段A,在多点结构中,每个从站只接收含有本站地址的帧,因此,主站在选中一个从站并与之通信的同时,不用拆链,便可选择其它的站通信,即同时与多个站建立链路。

  而在BSC中,从建链开始,两站之间的链路通道就一直保持到传输结束为止。由于以上特点,HDLC的传输效率高于BSC的传输效率。

  HDLC中所有的帧(包括响应帧)都有FCS,在BSC的监控报文中只有字符校验能力而无块校验能力。HDLC中的I帧按窗口序号顺序编号,BSC的数据块不编号。由于以上特点,HDLD的传输可靠性比BSC高。

  HDLC采用“0比特插入法”对数据实现透明传输,传输信息的比特组合模式无任何限制。BSC用DLE字符填充法来实现透明传输,依赖于采用的字符编码集,且处理复杂。

  HDLC采用统一的帧格式来实现数据、命令、响应的传输,实施起来方便。而BSC的格式不统一,数据传送、正反向监控各规定了一套格式,给实施带来了不便

  HDLC利用改变一帧中的控制字段的编码模式来完成各种规定的链路操作功能,提供的是面向比特的传输功能。BSC则是通过改变控制字符来完成链路操作功能,提供的是面向字符的传输功能。

  TCP/IP支持多种不同的数据链路层协议,这取决于网络使用的硬件,如以太网、令牌环、FDDI等局域网,串行线、帧中继FR、ATM等广域网。

  早期,由于各网络公司的竞争,局域网没有形成统一标准,为了将各种局域网融合,将链路层拆分成两层,逻辑链路层(LLC)和媒体接入控制(MAC)(802.3封装:SAP)。

  90年代,以太网取得垄断地位,以太网成为局域网代名词。数据链路层仅需要MAC层,采用以太网帧格式(Ethernet V2封装:ARPA)。

  异步传输模式(英语:Asynchronous Transfer Mode,ATM),又叫信元中继。ATM采用电路交换的方式,它以信元(cell)为单位。每个信元长53字节。其中报头占了5字节。 ATM能够比较理想地实现各种QoS,既能够支持有连接的业务,又能支持无连接的业务。

  IEEE 802.2,一种工业标准,被包含在IEEE 802标准之中,是电脑网路中的软体元件标准。它定义了逻辑链路控制层,是OSI模型中数据链路层的上层部份。

  ‘’帧中继(frame relay)是于1992年兴起的一种新的公用数据网通讯协议,1994年开始获得迅速发展。帧中继是一种有效的数据传输技术,它可以在一对一或者一对多的应用中快速而低廉的传输数位信息。它可以使用于语音、数据通信,既可用于局域网(LAN)也可用于广域网(WAN)的通信。每个帧中继用户将得到一个接到帧中继节点的专线。帧中继网络对于端用户来说,它通过一条经常改变且对用户不可见的通道来处理和其他用户间的数据传输。

  高级数据链路控制(High-Level Data Link Control或简称HDLC),是一个在同步网上传输数据、面向比特的数据链路层协议,它是由国际标准化组织制订的。 国际电信联盟已把HDLC规程引入到X.25协议栈。HDLC是修改自IBM的SDLC,后者作为数据链路层协议用于IBM自己开发的系统网络架构(SNA)。现在HDLC作为同步点对点协议(PPP)的基础已经被用于很多服务中来接入广域网,通常最常见的是因特网。 HDLC的帧格式规定以01111110(十六进制7E)的位组合作为它的起始和结束的标志,这种位组合也被称为帧界定符。

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