局域网与帧（链路层）

1、电路交换

• 建立发送者和接收者之间路径的通信机制，确保与其他发送者和接收者使用的路径隔离
• 通常与模拟电话技术相关
• 现在使用电子设备建立电路
• 每个电路不一定都对应一条物理路径
• 多个电路可以在共享媒体上多路复用，虚拟电路
• 电路交换用于电话通信系统，两个用户要通信之前需要建立一条专用的物理链路，并且在整个通信过程中始终占用该链路。由于通信的过程中不可能一直在使用传输线路，因此电路交换对线路的利用率很低，往往不到 10%。

电路交换范例

• 三个常规属性：
  •点对点通讯
  •电路创建，使用和端接的单独步骤
  •性能相当于隔离的物理路径

2、分组交换

• 电路交换的主要替代方案
• 构成互联网的基础
• 使用统计复用，来自多个来源的通信竞争共享媒体的使用
• 数据包交换系统要求发送者将每个消息划分为数据块–数据包，这是数据包交换和其他形式的统计复用之间的主要区别
• 数据包的大小因数据包交换技术而异，不同的技术具有不同的最大尺寸

分组交换范式

• 三个常规属性：
  •任意，异步通信
  •通讯开始前无需进行任何设置
  •性能因数据包之间的统计复用而有所不同

分组交换的优点

• 帮助检测传输错误
• 公平访问多台计算机之间的共享连接

分组网络使用TDM的形式

2、局域网和广域网

• 分组交换技术通常根据其跨越的距离进行分类

共享的沟通渠道

• 1960年代发明的共享局域网
• 依靠共享单一介质的计算机
• 计算机协调访问
• 低成本
• 但不适用于广域网-通信延迟会阻碍协调

局域网拓扑

• 可以根据拓扑对LAN进行分类：
  星形（star）：多台电脑连接同一hub中心上，如ATM机
  环形（ring）：电脑一个接一个相连
  网状（mesh）：两两相连，如移动临时网络（MANET）
  总线（Bus ）：用一根主线相连，如以太网

不同拓扑的优缺点

• 星形更强大，但枢纽可能是瓶颈
• 环形易于协调，但对电缆被切断敏感，除非使用带环的小型设备
• 总线需要较少的布线，但对电缆的切割也很敏感，除非使用内部带有总线的小型设备
• 网状：可扩展性差

物理VS逻辑拓扑

• 双绞线以太网是总线还是星形？ 从逻辑上讲它是总线 物理上是星形
• 物理拓扑可以不同于逻辑拓扑！
• 技术决定逻辑拓扑
• 接线方案确定物理拓扑

3、硬件编址

• 在IEEE编址方案中，每个地址包含48位
• Aka媒体访问控制地址（MAC地址）
• 网络专业人员也使用以太网地址一词，因为48位地址起源于以太网技术
• 每帧标题中包含的目标地址
• 不要与IP地址混淆！

地址类型

• 单播：唯一地标识一台计算机，并指定只有被标识的计算机才应接收该数据包的副本
• 广播：对应于所有计算机，并指定网络上的每台计算机都应收到该数据包的副本
• 多播：标识给定网络上计算机的子集，并指定该子集中的每台计算机应接收该数据包的副本

4、数据包和帧

• 每种类型的硬件都为称为帧的数据包定义了自己的格式/包装
  •数据包合乎逻辑
  •帧是实际的
• 在分组交换网络中，每个帧对应一个分组 •帧有两个概念部分：
  标头-包含元数据，例如 一个地址
  有效负载–包含实际需要的数据

帧

• 不同硬件有不同帧类型
• 帧可能包含“未使用的”控制数据值以标记其开始和结束–硬件可以检测到这些
• 在此示例中，使用了SOH和EOT-ASCII字符
  •标记框架的边界
• 优势是错误检测：
  •发射器崩溃=> EOT无法到达
  •接收器崩溃=> SOH标记下一个有效帧
• 缺点：
  •每帧需要两个额外的字符
  •不能携带任意值（例如SOH和EOT）

保证透明传输，字节填充

• 因此，控制字符可以包含在数据中
• 保留特殊字符以标记控制字符的出现
• 变送器扫描数据块并替换所有出现的控制字符。 接收器执行反向映射。数据中的字符已发送字符
  SOH esc x
  EOT esc y
  ESC ESC Z

帧格式

头部+可变数据部分+CRC检验

可变数据的范围为：46~1500字节 总长度范围：64~1526字节 https://blog.csdn.net/farmwang/article/details/64131318

5、读Chapter 13