Κοινή χρήση τεχνολογίας

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

Στο τελευταίο ιστολόγιο, μάθαμε για το φυσικό επίπεδο στα δίκτυα υπολογιστών Αν δεν το έχετε διαβάσει ακόμα, μπορείτε να το μάθετε πρώτα, κάτι που θα μας βοηθήσει να ξεκινήσουμε με αυτήν τη μελέτη. Πύλη:Δίκτυο Υπολογιστών-Φυσικό Επίπεδο
Στη συνέχεια, θα αρχίσουμε επίσημα να εξηγούμε -επίπεδο σύνδεσης δεδομένων

βασική ιδέα

Το επίπεδο σύνδεσης δεδομένων είναι ένα πολύ σημαντικό επίπεδο για την πραγματοποίηση της επικοινωνίας μεταξύ συσκευών.
Τα κανάλια που χρησιμοποιούνται χωρίζονται σε δύο τύπους:

• κανάλι από σημείο σε σημείο
• κανάλι εκπομπής

Σύνδεσμος: Είναι ένα τμήμα από έναν κόμβο στον διπλανό κόμβο.φυσικό κύκλωμα , χωρίς άλλους ενδιάμεσους κόμβους. Ένας σύνδεσμος είναι μόνο ένα στοιχείο μιας διαδρομής.
σύνδεσμος δεδομένων : αναφέρεται στην προσθήκη του υλικού και του λογισμικού που υλοποιεί το πρωτόκολλο επικοινωνίας στη σύνδεση για να σχηματιστεί μια σύνδεση δεδομένων. Οι σύνδεσμοι δεδομένων μπορούν επίσης να χωριστούν σε φυσικούς και λογικούς συνδέσμους.

• Ο φυσικός σύνδεσμος είναι ο σύνδεσμος που αναφέρεται παραπάνω.
• Ο λογικός σύνδεσμος είναι ο σύνδεσμος δεδομένων που αναφέρθηκε παραπάνω, ο οποίος είναι ο φυσικός σύνδεσμος συν το απαραίτητο πρωτόκολλο επικοινωνίας.

Η πιο συνηθισμένη μέθοδος τώρα είναι η χρήση προσαρμογέων (κάρτες δικτύου) για την υλοποίηση του υλικού και του λογισμικού αυτών των πρωτοκόλλων. Οι κοινοί προσαρμογείς στην αγορά περιλαμβάνουν το επίπεδο σύνδεσης δεδομένων και το φυσικό επίπεδο.

Το επίπεδο σύνδεσης δεδομένων μεταδίδει και επεξεργάζεται δεδομένα σε πλαίσια.

Υπάρχουν πολλά είδη πρωτοκόλλων επιπέδου σύνδεσης δεδομένων, αλλά υπάρχουν τρία βασικά κοινά προβλήματα~

• πλαισιωμένο
• Διαφανής μετάδοση
• έλεγχος σφαλμάτων

πλαισιωμένο

Προσθέστε δείκτες στην κεφαλή και την ουρά των δεδομένων (συν κεφαλίδα πλαισίου και ουρά πλαισίου) για να προσδιορίσετε το εύρος του πλαισίου.

Όταν τα δεδομένα είναι ένα αρχείο κειμένου που αποτελείται από εκτυπώσιμους κωδικούς ASCII, τα πλαίσια μπορούν να οριοθετηθούν χρησιμοποιώντας ειδικούς οριοθέτες πλαισίων (SOH，EOT) ελέγχουν αντίστοιχα την αρχή και το τέλος του πλαισίου~

Διαφανής μετάδοση

Σημαίνει ότι το επίπεδο σύνδεσης δεδομένων δεν έχει περιορισμούς στα δεδομένα μετάδοσης που παρέχονται από το ανώτερο επίπεδο, σαν να μην υπάρχει το επίπεδο σύνδεσης δεδομένων. Ανεξάρτητα από το ποιος συνδυασμός δεδομένων αποστέλλεται, τα δεδομένα θα περάσουν από ολόκληρο το επίπεδο σύνδεσης δεδομένων χωρίς σφάλματα.

Μέσω της προαναφερθείσας λειτουργίας ενθυλάκωσης και πλαισίωσης, μερικοί άνθρωποι έχουν σκεφτεί ένα πρόβλημα εάν κατά τη διάρκεια της ενθυλάκωσης, διαπιστωθεί ότι ένα συγκεκριμένο τμήμα κόμβου στα δεδομένα τυχαίνει να είναι ίσο μεSOH EOT Το ίδιο, τότε το επίπεδο σύνδεσης δεδομένων δεν θα έβρισκε εσφαλμένα τα όρια του πλαισίου; Μην ανησυχείς, φυσικά και υπάρχει λύση~

Λύση: Επένδυση χαρακτήρων/συμπλήρωση byte.

1. Το επίπεδο σύνδεσης δεδομένων στο τέλος αποστολής έχει χαρακτήρες ελέγχου που εμφανίζονται στα δεδομένα.SOHήEOTΕισαγάγετε έναν χαρακτήρα διαφυγής πριν ESC(Η δεκαεξαδική κωδικοποίηση είναι1B）。
2. Το επίπεδο σύνδεσης δεδομένων στο άκρο λήψης αφαιρεί τους χαρακτήρες διαφυγής που έχουν εισαχθεί πριν από την αποστολή των δεδομένων στο επίπεδο δικτύου.
3. Εάν ένας χαρακτήρας διαφυγής εμφανίζεται επίσης στα δεδομένα, θα πρέπει να εισαχθεί ένας χαρακτήρας διαφυγής πριν από τον χαρακτήρα διαφυγής. Όταν το άκρο λήψης λάβει δύο διαδοχικούς χαρακτήρες διαφυγής, ο πρώτος διαγράφεται.

έλεγχος σφαλμάτων

Μπορεί να συμβεί κατά τη μεταφοράσφάλμα bit, το 1 γίνεται 0, το 0 γίνεται 1

Ο λόγος των λανθασμένα μεταδιδόμενων bit προς τον συνολικό αριθμό των bit που μεταδόθηκαν σε μια χρονική περίοδο ονομάζεταιποσοστό σφάλματος bit . Το ποσοστό σφάλματος bit έχει μεγάλη σχέση με την αναλογία σήματος προς θόρυβο. Προκειμένου να διασφαλιστεί η αξιοπιστία της μετάδοσης δεδομένων, πρέπει να ληφθούν μέτρα ανίχνευσης σφαλμάτων.Το επίπεδο σύνδεσης δεδομένων χρησιμοποιείται ευρέωςΚυκλικός έλεγχος πλεονασμού CRC / Ακολουθία ελέγχου πλαισίου FCS Τεχνολογία ανίχνευσης σφαλμάτων.

1. Ο αποστολέας και ο παραλήπτης συμφωνούν σε ένα πολυώνυμο G(x).
2. Ο αποστολέας υπολογίζει έναν κωδικό ανίχνευσης σφάλματος (πλεονάζων κωδικός) με βάση το πολυώνυμο δημιουργίας δεδομένων που πρόκειται να σταλεί, και τον προσθέτει στο πίσω μέρος των δεδομένων μετάδοσης και τον μεταδίδει μαζί.
3. Ο δέκτης υπολογίζει εάν τα δεδομένα που λαμβάνονται έχουν σφάλματα δημιουργώντας πολυώνυμα.

Πρωτόκολλο PPP από σημείο σε σημείο

Πρωτόκολλο Point-to-Point Το PPP είναι επί του παρόντος το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο πρωτόκολλο επιπέδου σύνδεσης δεδομένων σημείου προς σημείο.

Η συμφωνία ΣΔΙΤ θα πρέπει να πληροί:

• Απλός
• πλαισιωμένο
• Διαφάνεια
• Πρωτόκολλα πολλαπλών επιπέδων δικτύου
• Διάφοροι τύποι συνδέσμων
• εντοπισμός σφαλμάτων

Ανεπιθύμητα χαρακτηριστικά:

• Διόρθωση
• έλεγχος ροής
• σειριακός αριθμός
• γραμμή πολλαπλών σημείων
• Ημιαμφίδρομη ή απλή σύνδεση

Η συμφωνία ΣΔΙΤ έχει τρία στοιχεία:

• Μέθοδοι ενθυλάκωσης για διάφορα datagrams πρωτοκόλλου (ενθυλάκωση σε πλαίσια).
• πρωτόκολλο ελέγχου σύνδεσηςLCP: Χρησιμοποιείται για τη δημιουργία, τη διαμόρφωση και τη δοκιμή συνδέσεων ζεύξης δεδομένων.
• πρωτόκολλο ελέγχου δικτύουNCP: Κάθε ένα από αυτά τα πρωτόκολλα υποστηρίζει διαφορετικά πρωτόκολλα επιπέδου δικτύου.

μορφή πλαισίου

Η κεφαλίδα και η ουρά του πλαισίου PPP είναι 4 πεδία και 2 πεδία αντίστοιχα. Το PPP είναι προσανατολισμένο στα byte και όλα τα μήκη πλαισίου είναι ακέραια byte.

κεφάλαιο

πεδίο σημαίας F = 0x7E (Το σύμβολο 0x σημαίνει ότι οι χαρακτήρες που το ακολουθούν αναπαρίστανται σε δεκαεξαδικό. Η δυαδική αναπαράσταση του δεκαεξαδικού 7Ε είναι01111110), το πεδίο σημαίας υποδεικνύει την έναρξη ενός πλαισίου.

Το πεδίο διεύθυνσης Α στην κεφαλίδα ορίζεται ως0xFF(Τώρα αμέσως11111111)。

Το πεδίο ελέγχου C στην κεφαλίδα ορίζεται ως0x03(Τώρα αμέσως00000011)。

ουρά

Το πρώτο πεδίο (2 byte) στο τρέιλερ είναι το Frame Check Sequence FCS με χρήση CRC.

Διαφάνεια

Όταν το PPP χρησιμοποιείται για ασύγχρονη μετάδοση, ένα ειδικόγέμιση χαρακτήρων

• Βάλτε κάθε περιστατικό στο πεδίο πληροφοριών0x7Eτο byte μετατρέπεται σε μια ακολουθία 2 byte (0x7D，0x5E)。

• Εάν εμφανιστεί ένα πεδίο πληροφοριών0x7Dbytes και, στη συνέχεια, βάλτε τον χαρακτήρα διαφυγής0x7DΜετατροπή σε ακολουθία 2 byte (0x7D，0x5D)。

• Εάν εμφανίζεται στο πεδίο πληροφοριώνASCIIχαρακτήρας ελέγχου κώδικα (δηλαδή έναν χαρακτήρα με τιμή μικρότερη από 0x20), στη συνέχεια προσθέστε a0x7DBytes και αλλάξτε την κωδικοποίηση του χαρακτήρα.

Όταν χρησιμοποιείται PPP σε σύγχρονες ζεύξεις μετάδοσης (SONET/SDH), το πρωτόκολλο καθορίζει τη χρήση υλικού για την ολοκλήρωσηΓέμισμα μηδενικού bit

• Στο τέλος της αποστολής, ολόκληρο το πεδίο πληροφοριών σαρώνεται πρώτα (συνήθως υλοποιείται σε υλικό, αλλά μπορεί να εφαρμοστεί και σε λογισμικό, αλλά θα είναι πιο αργό).

• Μόλις βρεθούν 5 συνεχόμενα 1, αμέσως συμπληρώνεται το 0.

• Όταν το άκρο λήψης λαμβάνει ένα πλαίσιο, βρίσκει πρώτα το πεδίο σημαίας F για να καθορίσει το όριο του πλαισίου και, στη συνέχεια, χρησιμοποιεί υλικό για να σαρώσει τη ροή bit Κάθε φορά που βρίσκονται 5 διαδοχικά 1, διαγράφεται το 0 μετά τα 5 συνεχόμενα 1. επαναφορά στην αρχική ροή bit πληροφοριών.

Γιατί το πρωτόκολλο PPP δεν χρησιμοποιεί αριθμούς ακολουθίας και μηχανισμούς επιβεβαίωσης;

1. Η πιθανότητα να εμφανιστούν σφάλματα στο επίπεδο σύνδεσης δεδομένων είναι χαμηλή
2. Στο περιβάλλον του Διαδικτύου, τα δεδομένα που τοποθετούνται στο πεδίο πληροφοριών PPP είναι ένα datagram IP Η αξιόπιστη μετάδοση του επιπέδου σύνδεσης δεδομένων δεν εγγυάται αξιόπιστη μετάδοση του επιπέδου δικτύου.
3. ακολουθία ελέγχου πλαισίουFCSΤα πεδία είναι εγγυημένα αποδεκτά χωρίς σφάλματα.

Έλεγχος πρόσβασης πολυμέσων

Επίπεδο σύνδεσης δεδομένων τοπικού δικτύου

• Το δίκτυο ανήκει σε μία μονάδα.
• Περιορισμένη γεωγραφική εμβέλεια και αριθμός τοποθεσιών.
• Με τη λειτουργία εκπομπής, ολόκληρο το δίκτυο μπορεί να είναι ευρέως προσβάσιμο από έναν ιστότοπο και οι κεντρικοί υπολογιστές στο LAN μπορούν να μοιράζονται διάφορους πόρους υλικού και λογισμικού που είναι συνδεδεμένοι στο LAN.

Ένα σημαντικό ζήτημα που πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά τη χρήση ενός κοινόχρηστου καναλιού είναι ο τρόπος συντονισμού της χρήσης ενός κοινόχρηστου μέσου μετάδοσης από πολλαπλούς ιστότοπους αποστολής και λήψης Εάν πολλές συσκευές στέλνουν δεδομένα ταυτόχρονα, θα επηρεάσουν η μία την άλλη, οδηγώντας σε αποτυχία μετάδοσης.
Ο έλεγχος πρόσβασης πολυμέσων χωρίζεται σε στατική εκχώρηση καναλιών και σε δυναμικό έλεγχο πρόσβασης. λεπτομέρειες ως εξής:

Ethernet

DIX Ethernet V2 Είναι το πρωτόκολλο του πρώτου προϊόντος LAN στον κόσμο (Ethernet).
IEEE 802.3 είναι το πρώτοIEEEΠρότυπο Ethernet;

Υπάρχουν μόνο πολύ λεπτές διαφορές μεταξύ των δύο, επομένως μπορεί να κληθεί 802.3 LANEthernet

προσαρμογέας

πλακέτα διασύνδεσης δικτύου γνωστή και ωςπροσαρμογέας επικοινωνίας ήΚάρτα διεπαφής δικτύου (NIC) ήκάρτα δικτύου

Σημαντικές λειτουργίες των προσαρμογέων:

• Εκτελέστε σειριακή/παράλληλη μετατροπή.
• Προσωρινή αποθήκευση δεδομένων.
• Εφαρμόστε το πρωτόκολλο Ethernet

Ο υπολογιστής επικοινωνεί με το LAN μέσω του προσαρμογέα

Πρωτόκολλο CSMA/CD

Το αρχικό Ethernet συνέδεε πολλούς υπολογιστές σε ένα δίαυλο.Εύκολη εφαρμογή επικοινωνίας μετάδοσης, για να επιτευχθεί επικοινωνία ένας προς έναν, γράψτε τη διεύθυνση υλικού του σταθμού λήψης στο πεδίο διεύθυνσης προορισμού στην κεφαλίδα του πλαισίου Εάν και μόνο εάν η διεύθυνση προορισμού στο πλαίσιο δεδομένων είναι συνεπής με τη διεύθυνση του προσαρμογέα, τα δεδομένα Το πλαίσιο μπορεί να ληφθεί εάν και τα δύο Όταν αποστέλλονται πολλοί υπολογιστές ή ιστότοποι ταυτόχρονα, θα προκύψουν συγκρούσεις και η αποστολή θα αποτύχει.


Για ευκολία επικοινωνίας:

• Υιοθετήστε τη μέθοδο χωρίς σύνδεση.
  1) Τα δεδομένα μπορούν να σταλούν απευθείας χωρίς να δημιουργηθεί σύνδεση.
  2) Τα πλαίσια δεδομένων που αποστέλλονται δεν χρειάζεται να είναι αριθμημένα και το άλλο μέρος δεν χρειάζεται να στείλει πίσω επιβεβαίωση.
  3) Η διόρθωση των σφαλμάτων αποφασίζεται από υψηλότερα επίπεδα.
• Όλα τα δεδομένα που αποστέλλονται χρησιμοποιούνΜάντσεστερκωδικοποίηση?

Μειονεκτήματα: Το εύρος ζώνης συχνότητας που καταλαμβάνει διπλασιάζεται σε σύγκριση με το αρχικό σήμα ζώνης βάσης.

Carrier Sense:

Προτού κάθε σταθμός εργασίας στο δίκτυο στείλει δεδομένα, πρέπει να επιβεβαιώσει εάν υπάρχει μετάδοση δεδομένων στο δίαυλο.

Εάν υπάρχει μετάδοση δεδομένων (ο δίαυλος ονομάζεται απασχολημένος), δεν αποστέλλονται δεδομένα.

Εάν δεν υπάρχει μετάδοση δεδομένων (ο δίαυλος λέγεται ότι είναι κενός), τα προετοιμασμένα δεδομένα αποστέλλονται αμέσως.

Πολλαπλή πρόσβαση:

Όλοι οι σταθμοί εργασίας στο δίκτυο στέλνουν και λαμβάνουν δεδομένα χρησιμοποιώντας τον ίδιο δίαυλο και τα δεδομένα που αποστέλλονται μεταδίδονται.

Ανίχνευση σύγκρουσης:

Σημαίνει ότι κατά την αποστολή πλαισίων πληροφοριών, ο κόμβος αποστολής πρέπει επίσης να παρακολουθεί τα μέσα για να προσδιορίσει εάν υπάρχει σύγκρουση (ταυτόχρονα, εάν άλλοι κόμβοι στέλνουν επίσης πλαίσια πληροφοριών)

υπάρχειCSMA , λόγω της ύπαρξης καθυστέρησης μετάδοσης καναλιού, ακόμα κι αν δύο σταθμοί του διαύλου δεν παρακολουθούν το φέρον σήμα και δεν αποστέλλουν πλαίσια, ενδέχεται να συμβούν συγκρούσεις.επειδήCSMAΟ αλγόριθμος δεν έχει λειτουργία ανίχνευσης σύγκρουσης Ακόμα κι αν έχει προκύψει διένεξη, το κατεστραμμένο πλαίσιο θα εξακολουθήσει να αποστέλλεται, γεγονός που μειώνει τον πραγματικό ρυθμό μετάδοσης δεδομένων.

CSMA/CDείναι ένα είδοςCSMA σχέδιο βελτίωσης. Ο ιστότοπος αποστολής συνεχίζει να παρακολουθεί τα μέσα κατά τη μετάδοση για να ανιχνεύσει εάν υπάρχει διένεξη. Εάν συμβεί μια σύγκρουση, το πλάτος του σήματος φορέα που μεταδίδεται από τον ίδιο τον σταθμό αποστολής μπορεί να ανιχνευθεί στο κανάλι, προσδιορίζοντας έτσι την ύπαρξη της σύγκρουσης. Μόλις εντοπιστεί μια σύγκρουση, η μετάδοση διακόπτεται αμέσως και μια σειρά από σήματα αποκλεισμού αποστέλλονται στο λεωφορείο για να ειδοποιήσουν άλλους σχετικούς σταθμούς του λεωφορείου.

Πρωτόκολλο ARP

Διανομείς και διακόπτες

Εναλλαγή πλαισίων αυτομάθησης και προώθησης

Spanning Tree Protocol STP

Εικονικό LAN VLAN