Teknologian jakaminen

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

Edellisessä blogissa opimme tietoverkkojen fyysisestä kerroksesta. Jos et ole vielä lukenut sitä, voit tutustua siihen ensin, mikä auttaa meitä pääsemään alkuun tämän tutkimuksen kanssa. Portaali:Tietokoneverkko-fyysinen kerros
Seuraavaksi alamme virallisesti selittää -tietolinkkikerros

peruskonsepti

Tietolinkkikerros on erittäin tärkeä kerros laitteiden välisen viestinnän toteuttamisessa;
Käytetyt kanavat on jaettu kahteen tyyppiin:

• pisteestä pisteeseen -kanava
• lähetyskanava

linkki: Se on osio yhdestä solmusta viereiseen solmuun.fyysinen piiri , ilman muita kytkentäsolmuja välissä. Linkki on vain yksi osa polkua.
datayhteys : viittaa tietoliikenneprotokollan toteuttavan laitteiston ja ohjelmiston lisäämiseen linkkiin datalinkin muodostamiseksi. Tietolinkit voidaan jakaa myös fyysisiin linkkeihin ja loogisiin linkkeihin.

• Fyysinen linkki on yllä mainittu linkki.
• Looginen linkki on edellä mainittu datalinkki, joka on fyysinen linkki plus tarvittava viestintäprotokolla.

Yleisin tapa on nyt käyttää sovittimia (verkkokortteja) näiden protokollien laitteiston ja ohjelmiston toteuttamiseen. Yleisiä markkinoilla olevia sovittimia ovat datalinkkikerros ja fyysinen kerros.

Tietolinkkikerros lähettää ja käsittelee dataa kehyksissä.

Datalinkkikerroksen protokollia on monenlaisia, mutta yhteistä on kolme perusongelmaa~

• kehystetty
• Läpinäkyvä voimansiirto
• virheenhallinta

kehystetty

Lisää merkinnät datan päähän ja loppuosaan (sekä kehyksen otsikko ja kehys) määrittääksesi kehysalueen.

Kun data on tekstitiedosto, joka koostuu tulostettavista ASCII-koodeista, kehykset voidaan rajata käyttämällä erityisiä kehyserottimia (SOH，EOT) ohjaa vastaavasti kehyksen alkua ja loppua~

Läpinäkyvä voimansiirto

Se tarkoittaa, että datalinkkikerroksella ei ole rajoituksia ylemmän kerroksen toimittamille lähetystiedoille, ikään kuin tietoyhteyskerrosta ei olisi olemassa. Riippumatta siitä, mikä datan bittiyhdistelmä lähetetään, data kulkee koko tietoyhteyskerroksen läpi ilman virheitä.

Edellä mainitun kapselointi- ja kehystysoperaation kautta jotkut ovat miettineet ongelmaa, jos kapseloinnin aikana havaitaan, että tiedossa jokin solmuosa sattuu olemaan yhtä suuriSOH EOT Sama, eikö tietolinkkikerros sitten löydä kehysrajoja väärin? Älä huoli, ratkaisu on tietysti olemassa~

Ratkaisu: Merkkien täyttö/tavutäyttö.

1. Tietolinkkikerroksessa lähetyspäässä on ohjausmerkit, jotka näkyvät tiedoissa.SOHtaiEOTLisää pakomerkki ennen ESC(heksadesimaalikoodaus on1B）。
2. Vastaanottavan pään datalinkkikerros poistaa lisätyt estomerkit ennen tietojen lähettämistä verkkokerrokseen.
3. Jos tiedoissa esiintyy myös poistomerkki, pakomerkki tulee lisätä ennen erotusmerkkiä. Kun vastaanottava pää vastaanottaa kaksi peräkkäistä estomerkkiä, ensimmäinen poistetaan.

virheenhallinta

Saattaa esiintyä siirron aikanabittivirhe, 1 muuttuu 0:ksi, 0 muuttuu 1:ksi

Virheellisesti lähetettyjen bittien suhdetta lähetettyjen bittien kokonaismäärään tietyn ajanjakson aikana kutsutaanbittivirheprosentti . Bittivirhesuhteella on suuri suhde signaali-kohinasuhteeseen. Tiedonsiirron luotettavuuden varmistamiseksi on ryhdyttävä virheiden havaitsemiseen.Tietolinkkikerrosta käytetään laajaltiCyclic Redundancy Check CRC / Frame Check Sequence FCS Virheiden havaitsemistekniikka.

1. Lähettäjä ja vastaanottaja sopivat generoivasta polynomista G(x).
2. Lähettäjä laskee lähetettävän tiedonmuodostuspolynomin perusteella virheenilmaisukoodin (redundantin koodin) ja lisää sen lähetystietojen taakse ja lähettää sen yhdessä.
3. Vastaanotin laskee, onko vastaanotetussa datassa virheitä generoimalla polynomeja.

Point-to-point PPP-protokolla

Point-to-Point-protokolla PPP on tällä hetkellä laajimmin käytetty point-to-point-tietoyhteyskerroksen protokolla.

PPP-sopimuksen tulee täyttää:

• Yksinkertainen
• kehystetty
• Läpinäkyvyys
• Useita verkkokerroksen protokollia
• Erilaisia ​​linkkejä
• virheen havaitseminen

Ei-toivotut ominaisuudet:

• Korjaus
• virtauksen ohjaus
• sarjanumero
• monipisteviiva
• Half-duplex tai simplex linkki

PPP-sopimuksessa on kolme osaa:

• Kapselointimenetelmät eri protokollatietosähkeille (kapselointi kehyksiin);
• linkin ohjausprotokollaLCP: Käytetään datalinkkiyhteyksien luomiseen, määrittämiseen ja testaamiseen;
• verkon ohjausprotokollaNCP: Jokainen näistä protokollista tukee eri verkkokerroksen protokollia;

kehysmuoto

PPP-kehyksen otsikko ja loppu ovat 4 kenttää ja 2 kenttää. PPP on tavusuuntautunut, ja kaikki kehyspituudet ovat kokonaislukutavuja.

iso alkukirjain

lippu kenttä F = 0x7E (Symboli 0x tarkoittaa, että sitä seuraavat merkit esitetään heksadesimaalimuodossa. Heksadesimaaliluvun 7E binääriesitys on01111110), lippukenttä osoittaa kehyksen alun.

Otsikon osoitekenttä A on määritetty muodossa0xFF(Juuri nyt11111111)。

Otsikon ohjauskenttä C on määritetty muodossa0x03(Juuri nyt00000011)。

häntää

Ensimmäinen kenttä (2 tavua) trailerissa on Frame Check Sequence FCS käyttäen CRC:tä.

Läpinäkyvyys

Kun PPP:tä käytetään asynkroniseen lähetykseen, erityinenmerkin täyte

• Merkitse kaikki esiintymät tietokenttään0x7Etavu muunnetaan 2-tavuiseksi sekvenssiksi (0x7D，0x5E)。

• Jos tietokenttä tulee näkyviin0x7Dtavua ja laita sitten escape-merkki0x7DMuunna 2-tavuiseksi sekvenssiksi (0x7D，0x5D)。

• Jos näkyy tietokentässäASCIIkoodin ohjausmerkki (eli merkki, jonka arvo on pienempi kuin 0x20), lisää sitten a0x7Dtavuja ja muuta merkin koodausta.

Kun PPP:tä käytetään synkronisissa siirtolinkeissä (SONET/SDH), protokolla määrittää laitteiston käytönNollabittinen pehmuste

• Lähetyspäässä ensin skannataan koko tietokenttä (yleensä toteutettu laitteistolla, mutta voidaan toteuttaa myös ohjelmistolla, mutta se on hitaampaa).

• Heti kun 5 peräkkäistä 1:tä löytyy, 0 täytetään välittömästi.

• Kun vastaanottava pää vastaanottaa kehyksen, se löytää ensin lippukentän F määrittääkseen kehyksen rajan ja käyttää sitten laitteistoa bittivirran skannaamiseen Aina kun 5 peräkkäistä 1:tä löytyy, 5 peräkkäisen 1:n jälkeinen on 0. palauttaa alkuperäisen tiedon bittivirtaan.

Miksi PPP-protokolla ei käytä järjestysnumeroita ja vahvistusmekanismeja?

1. Virheiden todennäköisyys datalinkkikerroksessa on pieni
2. Internet-ympäristössä PPP-tietokenttään asetettu data on IP-datagrammi Tietolinkkikerroksen luotettava siirto ei takaa verkkokerroksen luotettavaa siirtoa.
3. kehyksen tarkistussekvenssiFCSKentät hyväksytään taatusti virheettömästi.

Median käytön valvonta

Lähiverkon tietoyhteyskerros

• Verkon omistaa yksi yksikkö;
• Rajoitettu maantieteellinen laajuus ja sivustojen lukumäärä;
• Lähetystoiminnon avulla koko verkkoa voidaan käyttää laajasti yhdestä paikasta, ja lähiverkon isännät voivat jakaa erilaisia ​​lähiverkkoon kytkettyjä laitteisto- ja ohjelmistoresursseja.

Tärkeä asia, joka on otettava huomioon jaettua kanavaa käytettäessä, on se, kuinka koordinoida jaetun lähetysvälineen käyttöä useiden lähetys- ja vastaanottosivustojen kesken. Jos useat laitteet lähettävät tietoja samanaikaisesti, ne häiritsevät toisiaan, mikä johtaa lähetyshäiriöön.
Median pääsynhallinta on jaettu staattiseen kanavien varaukseen ja dynaamiseen kulunvalvontaan. yksityiskohdat seuraavasti:

Ethernet

DIX Ethernet V2 Se on maailman ensimmäisen LAN-tuotteen (Ethernet) protokolla;
IEEE 802.3 on ensimmäinenIEEEEthernet-standardi;

Näiden kahden välillä on vain hyvin pieniä eroja, joten 802.3 LAN voidaan kutsuaEthernet

sovitin

verkkoliitäntäkortti, joka tunnetaan myös nimellätietoliikennesovitin taiVerkkokortti (NIC) taiverkkokortti

Adapterien tärkeät toiminnot:

• Suorita sarja-/rinnakkaismuunnos;
• Tietojen välimuisti;
• Ota käyttöön Ethernet-protokolla

Tietokone kommunikoi lähiverkon kanssa sovittimen kautta

CSMA/CD-protokolla

Alkuperäinen Ethernet yhdisti monet tietokoneet väylään.Helppo toteuttaa lähetysviestintä, kirjoita vastaanottavan aseman laitteisto-osoite kohdeosoitekenttään kehyksen otsikossa, jos datakehyksessä oleva kohdeosoite on yhdenmukainen sovittimen osoitteen kanssa kehys voidaan vastaanottaa jos molemmat Kun useat tietokoneet tai sivustot lähettävät samanaikaisesti, tapahtuu törmäyksiä ja lähetys epäonnistuu.


Viestinnän helpottamiseksi:

• Ota käyttöön yhteydetön menetelmä;
  1) Tiedot voidaan lähettää suoraan ilman yhteyttä;
  2) Lähetettyjä datakehyksiä ei tarvitse numeroida, eikä toisen osapuolen tarvitse lähettää takaisin vahvistusta;
  3) Virheiden korjaamisesta päätetään korkeammalla tasolla;
• Kaikki lähetetty data käyttääManchesterkoodaus;

Haitat: Sen käyttämä taajuuskaistanleveys on kaksinkertainen verrattuna alkuperäiseen kantataajuiseen signaaliin;

Carrier Sense:

Ennen kuin jokainen verkon työasema lähettää dataa, sen on varmistettava, onko väylällä tiedonsiirtoa.

Jos tiedonsiirto on käynnissä (väylä kutsutaan varattuksi), dataa ei lähetetä;

Jos tiedonsiirtoa ei ole (väylän sanotaan olevan tyhjä), valmistetut tiedot lähetetään välittömästi.

Monikäyttö:

Kaikki verkon työasemat lähettävät ja vastaanottavat dataa samaa väylää käyttäen, ja lähetetyt tiedot lähetetään.

Törmäyksen tunnistus:

Se tarkoittaa, että lähettäessään tietokehyksiä lähettävän solmun on myös tarkkailtava mediaa selvittääkseen, tapahtuuko ristiriita (samaan aikaan, lähettävätkö muut solmut myös tietokehyksiä)

olla olemassaCSMA , johtuen kanavan etenemisviiveestä, vaikka kaksi väylän asemaa ei valvo kantoaaltosignaalia ja lähetä kehyksiä, törmäyksiä saattaa silti esiintyä.koskaCSMAAlgoritmilla ei ole ristiriitojen havaitsemistoimintoa, vaikka ristiriita olisi tapahtunut, vaurioitunut kehys lähetetään edelleen, mikä vähentää tehollista tiedonsiirtonopeutta.

CSMA/CDon eräänlainenCSMA parannus suunnitelma. Lähettävä sivusto jatkaa median tarkkailua lähetyksen aikana havaitakseen, onko kyseessä ristiriita. Jos ristiriita ilmenee, lähettävän aseman itsensä lähettämän kantoaaltosignaalin amplitudi voidaan havaita kanavalla, mikä määrittää konfliktin olemassaolon. Kun ristiriita havaitaan, lähetys lopetetaan välittömästi ja sarja estosignaaleja lähetetään väylään ilmoittamaan väylän muille asiaankuuluville asemille.

ARP-protokolla

Keskittimet ja kytkimet

Vaihda itseoppimis- ja edelleenlähetyskehystä

Spanning Tree Protocol STP

Virtuaalinen LAN VLAN