diff --git a/notes/pics/byte-stuffing.png b/notes/pics/byte-stuffing.png new file mode 100644 index 00000000..e9d7815c Binary files /dev/null and b/notes/pics/byte-stuffing.png differ diff --git a/notes/pics/cdma.png b/notes/pics/cdma.png new file mode 100644 index 00000000..659cac36 Binary files /dev/null and b/notes/pics/cdma.png differ diff --git a/notes/pics/csma-cd.png b/notes/pics/csma-cd.png new file mode 100644 index 00000000..9581dcd0 Binary files /dev/null and b/notes/pics/csma-cd.png differ diff --git a/notes/pics/ether-frame.png b/notes/pics/ether-frame.png new file mode 100644 index 00000000..39ddf2cb Binary files /dev/null and b/notes/pics/ether-frame.png differ diff --git a/notes/pics/lan-topology.png b/notes/pics/lan-topology.png new file mode 100644 index 00000000..8fe874d2 Binary files /dev/null and b/notes/pics/lan-topology.png differ diff --git a/notes/pics/link-framing.png b/notes/pics/link-framing.png new file mode 100644 index 00000000..679b1dac Binary files /dev/null and b/notes/pics/link-framing.png differ diff --git a/notes/pics/mux-fdm.png b/notes/pics/mux-fdm.png new file mode 100644 index 00000000..30bfbef3 Binary files /dev/null and b/notes/pics/mux-fdm.png differ diff --git a/notes/pics/mux-stdm.png b/notes/pics/mux-stdm.png new file mode 100644 index 00000000..6e2b3635 Binary files /dev/null and b/notes/pics/mux-stdm.png differ diff --git a/notes/pics/mux-tdm.png b/notes/pics/mux-tdm.png new file mode 100644 index 00000000..af06c38e Binary files /dev/null and b/notes/pics/mux-tdm.png differ diff --git a/notes/pics/ppp-access.png b/notes/pics/ppp-access.png new file mode 100644 index 00000000..d41102f4 Binary files /dev/null and b/notes/pics/ppp-access.png differ diff --git a/notes/pics/ppp-frame.png b/notes/pics/ppp-frame.png new file mode 100644 index 00000000..11a8e2f0 Binary files /dev/null and b/notes/pics/ppp-frame.png differ diff --git a/notes/pics/switch-learning.png b/notes/pics/switch-learning.png new file mode 100644 index 00000000..ebab1b43 Binary files /dev/null and b/notes/pics/switch-learning.png differ diff --git a/notes/pics/vlan-broadcast.png b/notes/pics/vlan-broadcast.png new file mode 100644 index 00000000..136e36af Binary files /dev/null and b/notes/pics/vlan-broadcast.png differ diff --git a/notes/pics/vlan-tag.png b/notes/pics/vlan-tag.png new file mode 100644 index 00000000..3d070768 Binary files /dev/null and b/notes/pics/vlan-tag.png differ diff --git a/notes/计算机网络 - 链路层.md b/notes/计算机网络 - 链路层.md index 641f8f7a..7b8353a7 100644 --- a/notes/计算机网络 - 链路层.md +++ b/notes/计算机网络 - 链路层.md @@ -21,6 +21,7 @@ * [以太网](#以太网) * [交换机](#交换机) * [虚拟局域网](#虚拟局域网) + * [参考资料](#参考资料) @@ -30,7 +31,7 @@ 将网络层传下来的分组添加首部和尾部，用于标记帧的开始和结束。 -

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### 2. 透明传输 @@ -38,7 +39,7 @@ 帧使用首部和尾部进行定界，如果帧的数据部分含有和首部尾部相同的内容，那么帧的开始和结束位置就会被错误的判定。需要在数据部分出现首部尾部相同的内容前面插入转义字符。如果数据部分出现转义字符，那么就在转义字符前面再加个转义字符。在接收端进行处理之后可以还原出原始数据。这个过程透明传输的内容是转义字符，用户察觉不到转义字符的存在。 -

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### 3. 差错检测 @@ -66,13 +67,13 @@ 频分复用的所有主机在相同的时间占用不同的频率带宽资源。 -

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### 2. 时分复用 时分复用的所有主机在不同的时间占用相同的频率带宽资源。 -

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使用频分复用和时分复用进行通信，在通信的过程中主机会一直占用一部分信道资源。但是由于计算机数据的突发性质，通信过程没必要一直占用信道资源而不让出给其它用户使用，因此这两种方式对信道的利用率都不高。 @@ -80,7 +81,7 @@ 是对时分复用的一种改进，不固定每个用户在时分复用帧中的位置，只要有数据就集中起来组成统计时分复用帧然后发送。 -

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### 4. 波分复用 @@ -90,59 +91,56 @@ 为每个用户分配 m bit 的码片，并且所有的码片正交，对于任意两个码片 S 和 T 有 - - -

+```text +(1/m) S·T = 0 +``` 为了讨论方便，取 m=8，设码片 S 为 00011011。在拥有该码片的用户发送比特 1 时就发送该码片，发送比特 0 时就发送该码片的反码 11100100。 在计算时将 00011011 记作 (-1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 +1)，可以得到 - - - - -

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+```text +(1/m) S·S = 1 +(1/m) S·S' = -1 +``` 其中 S' 为 S 的反码。 -利用上面的式子我们知道，当接收端使用码片 S 对接收到的数据进行内积运算时，结果为 0 的是其它用户发送的数据，结果为 1 的是用户发送的比特 1，结果为 -1 的是用户发送的比特 0。 +由上面的式子可知，当接收端使用码片 S 对接收到的数据进行内积运算时，结果为 0 的是其它用户发送的数据，结果为 1 的是用户发送的比特 1，结果为 -1 的是用户发送的比特 0。 码分复用需要发送的数据量为原先的 m 倍。 -

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## CSMA/CD 协议 CSMA/CD 表示载波监听多点接入 / 碰撞检测。 -- **多点接入** ：说明这是总线型网络，许多主机以多点的方式连接到总线上。 -- **载波监听** ：每个主机都必须不停地监听信道。在发送前，如果监听到信道正在使用，就必须等待。 -- **碰撞检测** ：在发送中，如果监听到信道已有其它主机正在发送数据，就表示发生了碰撞。虽然每个主机在发送数据之前都已经监听到信道为空闲，但是由于电磁波的传播时延的存在，还是有可能会发生碰撞。 +- 多点接入：说明这是总线型网络，许多主机以多点的方式连接到总线上； +- 载波监听：每个主机都必须不停地监听信道。在发送前，如果监听到信道正在使用，就必须等待； +- 碰撞检测：在发送中，如果监听到信道已有其它主机正在发送数据，就表示发生了碰撞。虽然每个主机在发送数据之前都已经监听到信道为空闲，但是由于电磁波的传播时延的存在，还是有可能会发生碰撞。 -记端到端的传播时延为 τ，最先发送的站点最多经过 2τ 就可以知道是否发生了碰撞，称 2τ 为 **争用期** 。只有经过争用期之后还没有检测到碰撞，才能肯定这次发送不会发生碰撞。 +记端到端的传播时延为 τ，最先发送的站点最多经过 2τ 就可以知道是否发生了碰撞，称 2τ 为 **争用期**。只有经过争用期之后还没有检测到碰撞，才能肯定这次发送不会发生碰撞。 -当发生碰撞时，站点要停止发送，等待一段时间再发送。这个时间采用 **截断二进制指数退避算法** 来确定。从离散的整数集合 {0, 1, .., (2k-1)} 中随机取出一个数，记作 r，然后取 r 倍的争用期作为重传等待时间。 +当发生碰撞时，站点要停止发送，等待一段时间再发送。这个时间采用 **截断二进制指数退避算法** 来确定。从离散的整数集合 {0, 1, .., (2k-1)} 中随机取出一个数，记作 r，然后取 r 倍的争用期作为重传等待时间。其中 k = min(重传次数, 10)，重传 16 次仍不成功就丢弃该帧。 -

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## PPP 协议 互联网用户通常需要连接到某个 ISP 之后才能接入到互联网，PPP 协议是用户计算机和 ISP 进行通信时所使用的数据链路层协议。 -

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PPP 的帧格式： -- F 字段为帧的定界符 -- A 和 C 字段暂时没有意义 -- FCS 字段是使用 CRC 的检验序列 -- 信息部分的长度不超过 1500 +- F 字段为帧的定界符； +- A 和 C 字段暂时没有意义； +- FCS 字段是使用 CRC 的检验序列； +- 信息部分的长度不超过 1500 字节。 -

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## MAC 地址 @@ -158,7 +156,7 @@ MAC 地址是链路层地址，长度为 6 字节（48 位），用于唯一标 可以按照网络拓扑结构对局域网进行分类： -

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## 以太网 @@ -170,11 +168,11 @@ MAC 地址是链路层地址，长度为 6 字节（48 位），用于唯一标 以太网帧格式： -- **类型** ：标记上层使用的协议； -- **数据** ：长度在 46-1500 之间，如果太小则需要填充； -- **FCS** ：帧检验序列，使用的是 CRC 检验方法； +- 类型：标记上层使用的协议； +- 数据：长度在 46-1500 之间，如果太小则需要填充； +- FCS：帧检验序列，使用的是 CRC 检验方法。 -

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## 交换机 @@ -184,7 +182,7 @@ MAC 地址是链路层地址，长度为 6 字节（48 位），用于唯一标 下图中，交换机有 4 个接口，主机 A 向主机 B 发送数据帧时，交换机把主机 A 到接口 1 的映射写入交换表中。为了发送数据帧到 B，先查交换表，此时没有主机 B 的表项，那么交换机就把该帧广播到除接口 1 以外的所有接口，主机 C 和主机 D 会丢弃该帧，主机 B 回应该帧向主机 A 发送数据包时，交换机查找交换表得到主机 A 映射的接口为 1，就发送数据帧到接口 1，同时交换机添加主机 B 到接口 2 的映射。 -

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## 虚拟局域网 @@ -192,7 +190,17 @@ MAC 地址是链路层地址，长度为 6 字节（48 位），用于唯一标 例如下图中 (A1, A2, A3, A4) 属于一个虚拟局域网，A1 发送的广播会被 A2、A3、A4 收到，而其它站点收不到。 +

+ 使用 VLAN 干线连接来建立虚拟局域网，每台交换机上的一个特殊接口被设置为干线接口，以互连 VLAN 交换机。IEEE 定义了一种扩展的以太网帧格式 802.1Q，它在标准以太网帧上加进了 4 字节首部 VLAN 标签，用于表示该帧属于哪一个虚拟局域网。 -

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+## 参考资料 + +- 谢希仁. 计算机网络（第 7 版）[M]. 电子工业出版社, 2017. +- Kurose J F, Ross K W. 计算机网络：自顶向下方法（第 7 版）[M]. 机械工业出版社, 2018. +- [RFC 1661: The Point-to-Point Protocol (PPP)](https://www.rfc-editor.org/rfc/rfc1661) +- [RFC 1662: PPP in HDLC-like Framing](https://www.rfc-editor.org/rfc/rfc1662) +- [IEEE 802.3 Ethernet Working Group](https://www.ieee802.org/3/) +- [IEEE 802.1Q: Bridges and Bridged Networks](https://www.ieee802.org/1/pages/802.1Q.html)