Обмен технологиями

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

В последнем блоге мы узнали о физическом уровне компьютерных сетей. Если вы еще не читали его, вы можете сначала узнать о нем, что поможет нам начать это исследование. Портал:Компьютерная сеть — физический уровень
Далее мы официально начнем объяснять -канальный уровень

основная концепция

Уровень канала передачи данных — очень важный уровень для реализации связи между устройствами;
Используемые каналы делятся на два типа:

• канал «точка-точка»
• вещательный канал

связь: Это участок от одного узла до соседнего узла.физическая схема , без каких-либо других коммутационных узлов между ними. Ссылка — это всего лишь один из компонентов пути.
канал передачи данных : относится к добавлению аппаратного и программного обеспечения, реализующего протокол связи, к каналу для формирования канала передачи данных. Каналы передачи данных также можно разделить на физические и логические.

• Физическая ссылка — это ссылка, упомянутая выше.
• Логический канал — это упомянутый выше канал передачи данных, который представляет собой физический канал плюс необходимый протокол связи.

Наиболее распространенным методом сейчас является использование адаптеров (сетевых карт) для аппаратной и программной реализации этих протоколов. Обычные адаптеры на рынке включают канальный уровень и физический уровень.

Уровень канала передачи данных передает и обрабатывает данные в кадрах.

Существует много типов протоколов канального уровня, но есть три общие проблемы~

• в рамке
• Прозрачная передача
• контроль ошибок

в рамке

Добавьте маркеры в заголовок и конец данных (а также заголовок и конец кадра), чтобы определить диапазон кадров.

Если данные представляют собой текстовый файл, состоящий из печатных кодов ASCII, кадры можно разделить с помощью специальных разделителей кадров (SOH，EOT) Управляйте началом и концом кадра соответственно~

Прозрачная передача

Это означает, что уровень канала передачи данных не имеет никаких ограничений на передачу данных, доставляемых верхним уровнем, как если бы уровень канала передачи данных не существовал. Независимо от того, какая битовая комбинация данных отправляется, данные пройдут через весь уровень канала передачи данных без каких-либо ошибок.

Благодаря вышеупомянутой операции инкапсуляции и кадрирования некоторые люди задумывались о проблеме, если во время инкапсуляции обнаруживается, что определенная часть узла в данных оказывается равной.SOH EOT То же самое, тогда не будет ли канальный уровень неправильно определять границы кадра? Не волнуйтесь, конечно есть решение~

Обходной путь: заполнение символов/байтов.

1. На уровне канала передачи данных на передающей стороне в данных появляются управляющие символы.SOHилиEOTВставьте escape-символ перед ESC(Шестнадцатеричная кодировка1B）。
2. Уровень канала передачи данных на принимающей стороне удаляет вставленные escape-символы перед отправкой данных на сетевой уровень.
3. Если в данных также встречается escape-символ, перед escape-символом следует вставить escape-символ. Когда принимающая сторона получает два последовательных escape-символа, первый из них удаляется.

контроль ошибок

Может произойти во время передачибитовая ошибка, 1 становится 0, 0 становится 1

Отношение ошибочно переданных битов к общему числу переданных битов за период времени называетсячастота битовых ошибок . Частота битовых ошибок тесно связана с соотношением сигнал/шум. Для обеспечения надежности передачи данных необходимо принять меры по обнаружению ошибок.Канальный уровень широко используется.Циклическая избыточная проверка CRC/последовательность проверки кадра FCS Технология обнаружения ошибок.

1. Отправитель и получатель договариваются о порождающем полиноме G(x).
2. Отправитель вычисляет код обнаружения ошибок (избыточный код) на основе отправляемого полинома формирования данных, добавляет его в конец передаваемых данных и передает вместе.
3. Приемник вычисляет, содержат ли полученные данные ошибки, генерируя полиномы.

Протокол PPP «точка-точка»

Протокол «точка-точка» PPP в настоящее время является наиболее широко используемым протоколом уровня канала передачи данных «точка-точка».

Соглашение о ГЧП должно соответствовать:

• Простой
• в рамке
• Прозрачность
• Несколько протоколов сетевого уровня
• Различные типы ссылок
• обнаружение ошибок

Нежелательные функции:

• Коррекция
• управление потоком
• серийный номер
• многоточечная линия
• Полудуплексное или симплексное соединение

Соглашение о ГЧП состоит из трех компонентов:

• Методы инкапсуляции датаграмм различных протоколов (инкапсуляция в кадры);
• протокол управления каналомLCP: используется для установления, настройки и тестирования соединений канала передачи данных;
• протокол управления сетьюNCP: Каждый из этих протоколов поддерживает различные протоколы сетевого уровня;

формат кадра

Заголовок и хвост кадра PPP состоят из 4 и 2 полей соответственно. PPP ориентирован на байты, и все длины кадров являются целыми байтами.

капитал

поле флага F = 0x7E (Символ 0x означает, что символы, следующие за ним, представлены в шестнадцатеричном формате. Двоичное представление шестнадцатеричного числа 7E:01111110), поле флага указывает на начало кадра.

Поле адреса A в заголовке указывается как0xFF(Прямо сейчас11111111)。

Поле управления C в заголовке указывается как0x03(Прямо сейчас00000011)。

хвост

Первое поле (2 байта) в концевике представляет собой FCS последовательности проверки кадра с использованием CRC.

Прозрачность

Когда PPP используется для асинхронной передачи, специальныйзаполнение символов

• Помещайте каждое вхождение в информационное поле0x7Eбайт преобразуется в 2-байтовую последовательность (0x7D，0x5E)。

• Если появилось информационное поле0x7Dбайт, затем поместите escape-символ0x7DПреобразовать в 2-байтовую последовательность (0x7D，0x5D)。

• Если появится информационное полеASCIIуправляющий символ кода (то есть символ со значением меньше 0x20), затем добавьте0x7DБайты и изменить кодировку символа.

Когда PPP используется в каналах синхронной передачи (SONET/SDH), протокол определяет использование аппаратного обеспечения для завершенияЗаполнение нулевыми битами

• На стороне отправки сначала сканируется все информационное поле (обычно реализуется аппаратно, но можно реализовать и программно, но это будет медленнее).

• Как только встречаются 5 последовательных единиц, сразу же заполняется 0.

• Когда принимающая сторона получает кадр, она сначала находит поле флага F, чтобы определить границу кадра, а затем использует аппаратное обеспечение для сканирования потока битов. Всякий раз, когда обнаруживаются 5 последовательных единиц, единица, следующая за 5 последовательными единицами, равна 0, удаляется. восстановить исходный информационный битовый поток.

Почему протокол PPP не использует порядковые номера и механизмы подтверждения?

1. Вероятность возникновения ошибок на канальном уровне низкая.
2. В среде Интернета данные, помещаемые в информационное поле PPP, представляют собой IP-дейтаграмму. Надежная передача на канальном уровне не гарантирует надежную передачу на сетевом уровне.
3. последовательность проверки кадровFCSПоля гарантированно принимаются без ошибок.

Контроль доступа к СМИ

Канальный уровень локальной сети

• Сеть принадлежит одному подразделению;
• Ограниченный географический охват и количество объектов;
• Благодаря функции широковещания вся сеть может быть широко доступна с одного сайта, а хосты в локальной сети могут совместно использовать различные аппаратные и программные ресурсы, подключенные к локальной сети;

Важным вопросом, который следует учитывать при использовании общего канала, является то, как координировать использование общей среды передачи несколькими сайтами-отправителями и получателями. Если несколько устройств отправляют данные одновременно, они будут мешать друг другу, что приведет к сбою передачи.
Управление доступом к среде разделяется на статическое распределение каналов и динамическое управление доступом. подробности следующим образом:

Ethernet

DIX Ethernet V2 Это протокол первого в мире продукта локальной сети (Ethernet);
IEEE 802.3 это первыйИИЭЭстандарт Ethernet;

Между ними есть лишь очень тонкие различия, поэтому 802.3 LAN можно назватьEthernet

адаптер

плата сетевого интерфейса, также известная какадаптер связи илиСетевая интерфейсная карта (NIC) илисетевая карта

Важные функции адаптеров:

• Выполнить последовательное/параллельное преобразование;
• Кэширование данных;
• Внедрить протокол Ethernet

Компьютер обменивается данными с локальной сетью через адаптер.

Протокол CSMA/CD

Оригинальный Ethernet соединял множество компьютеров с шиной.Простота реализации широковещательной связи, чтобы обеспечить связь «один к одному», запишите аппаратный адрес принимающей станции в поле адреса назначения в заголовке кадра, если и только если адрес назначения в кадре данных соответствует адресу адаптера, данные. кадр может быть получен. Если оба. Когда несколько компьютеров или сайтов отправляют сообщения одновременно, возникнут конфликты, и отправка завершится неудачно~


Для удобства общения:

• Принять метод без установления соединения;
  1) Данные можно отправлять напрямую, без установления соединения;
  2) Отправленные кадры данных не нужно нумеровать, а другой стороне не нужно отправлять обратно подтверждение;
  3) Решение об исправлении ошибок принимается на более высоком уровне;
• Все отправленные данные используютсяМанчестеркодирование;

Недостатки: занимаемая полоса частот удваивается по сравнению с исходным сигналом основной полосы частот;

Чувствительность несущей:

Прежде чем каждая рабочая станция в сети отправит данные, она должна подтвердить, осуществляется ли передача данных по шине.

Если идет передача данных (шина называется занятой), данные не отправляются;

Если передачи данных нет (говорят, что шина пуста), подготовленные данные отправляются немедленно.

Множественный доступ:

Все рабочие станции в сети отправляют и получают данные, используя одну и ту же шину, и отправляемые данные передаются широковещательно.

Обнаружение столкновений:

Это означает, что при отправке информационных кадров отправляющий узел также должен контролировать среду передачи данных, чтобы определить, возникает ли конфликт (в то же время отправляют ли другие узлы также информационные кадры).

существоватьCSMA Из-за существования задержки распространения канала, даже если две станции на шине не контролируют сигнал несущей и не отправляют кадры, конфликты все равно могут возникнуть.потому чтоCSMAАлгоритм не имеет функции обнаружения конфликтов. Даже если конфликт произошел, поврежденный кадр все равно будет отправлен, что снижает эффективную скорость передачи данных.

CSMA/CDэто своего родаCSMA План по улучшению. Отправляющий сайт продолжает отслеживать медиа во время передачи, чтобы обнаружить наличие конфликта. В случае возникновения конфликта амплитуда несущего сигнала, передаваемого самой передающей станцией, может быть обнаружена в канале, тем самым определяя наличие конфликта. При обнаружении конфликта передача немедленно прекращается, и на шину отправляется серия блокирующих сигналов для уведомления других соответствующих станций на шине.

ARP-протокол

Концентраторы и коммутаторы

Переключение самообучающихся и пересылаемых кадров

Протокол связующего дерева STP

Виртуальная локальная сеть VLAN