Chapter 6: The Link Layer and Lans¶
6.1 链路层概述¶
两种不同类型的链路层信道：
- 广播信道
点对点通信链路
6.1.1 链路层提供的服务¶
将运行链路层协议的任何设备均称为节点
把沿着通信路径连接相邻节点的通信信道称为链路
6.2 差错检测和纠正技术¶
链路层提供的两种服务：比特级差错检测和纠正
要保护的数据不仅包括从网络层传递下来的数据报，还包括链路帧首部
差错检测和纠错技术越复杂，未检测出比特差错概率就更小，导致的开销就越大
传输数据中检测差错的3种技术
- 奇偶校验：描述差错检测和纠正背后隐含的基本思想
- 检验和方法：更多的用于运输层
- 循环冗余检测：更多用于链路层
6.2.1 奇偶校验¶
单个奇偶校验位：在偶校验方案中，发送方只需包含一个附加的比特使得这些信息加上校验比特中1的总数为偶数
在一个分组中多个比特同时出错的概率将是极小的
如果差错经常以“突发”方式聚集在一起，而不是独立的发生，单比特奇偶校验保护的一帧中未检测出差错的概率能够到50%
二维校验：讲信息中的d个比特划分为i行j列，出了总的校验，还有行校验和列校验，因此不仅可以检测出是否有差错比特，还可以纠正它。同时可以检测（不能纠正）一个分组中两个比特差错的任何组合。可以检测加上修正校验比特本身
接收方检测和纠正差错的能力被称为前向纠错（FEC），FEC避免了不得不等待的往返时延，对于实时网络应用或者长传播时延的链路是非常重要的优点
6.2.2 校验和方法¶
将d比特数据加起来，用得到的和作为差错检测比特
因特网检验和就给予这种方法
6.2.3 循环冗余检测¶
CRC：也被称为多项式编码，该编码将发送的比特串看作多项式
发送方首先和接收方协商一个r+1比特模式，称为生成多项式，将其表示为G，要求G的最高有效位的比特是1
6.3 多路访问链路和协议¶
两种网络链路：点对点链路和广播链路
点对点链路：点对点协议（PPP） 高级数据链路控制（HDLC）
广播链路：以太网 无线局域网
如何协调多个发送和接收节点对一个共享广播信道的访问，就是多路访问问题 广播信道通常用于局域网中
碰撞：传输的帧在左右的接收方处碰撞
可以将任何多路访问协议划分为3种类型之一：信道划分协议，随机接入协议，轮流协议
多路访问协议应高具有一下所希望的特性：
- 当仅有一个节点发送数据时，该节点具有R bps的吞吐量
- M个节点发送数据时，每个节点的平均吞吐量有R/M的平均传输速率
- 协议是分散的；不会因某猪节点故障而使整个系统崩溃
- 协议是简单的
6.3.1 信道划分协议¶
时分多路复用（TDM）和频分多路复用（FDM）
TDM较为简单，但是每个节点的时间被限制，尤其是当节点是唯一有帧要发送的时候
FDM创建若干个较小的信道，同样限制了速率
第三种：码分多址（CDMA） CDMA对每个节点分配一种不同的编码，如果编码呗精心选择，不同的节点能够同时传输
6.3.2 随机接入协议¶
一个传输节点总是以信道的全部速率进行发送，当有碰撞时，涉及碰撞的每个节点反复重发它的帧，在重发该帧之前等待一个随机时延
最常用的随机接入协议：ALOHA和载波侦听多路访问（CSMA）
以太网是一种流行并广泛部署的CSMA协议
1 时隙ALOHA
6.4 交换局域网¶
6.4.1 链路层寻址和ARP¶
ARP：地址解析协议
1 MAC地址¶
适配器（网络接口）有链路层地址
MAC地址具有扁平结构，无论适配器在哪都不会改变，IP地址与一个人的邮政地址相似，是有层次的，主机移动，IP地址也会改变