目录

概述

链路层提供的功能

链路层的具体实现

差错编码

差错编码基本原理

差错编码的检错能力

奇偶校验码

Internet校验和(Checksum)

循环冗余校验码(CRC)

多路访问控制(MAC)协议

两类“链路”

MAC协议的场景、要解决的问题

理想MAC协议

MAC协议分类

信道划分MAC协议：TDMA

信道划分MAC协议：FDMA

随机访问MAC协议

时隙ALOHA协议

ALOHA协议

CSMA协议

CSMA/CD协议

轮转访问MAC协议

MAC协议总结

概述

链路层提供的功能

组帧(framing)

• 封装数据报构成数据帧，加首部和尾部
• 帧同步，会有比特串标志，标志帧开始和结束

链路接入(link access) 

• 如果是共享介质，需要解决信道接入(channel access) 。 接入意思是，谁能用这个共享链路，谁不能用
• 帧首部中的“MAC”地址，用于标识帧的源和目的 • 不同于IP地址！

相邻结点间可靠交付,根据链路特征采取不同做法

• 在低误码率的有线链路上很少采用 (如光纤，某些双绞 线等)，这种链路上的协议不采用可靠协议，本身误码率低
• 无线链路：误码率高，需要可靠交付

流量控制(flow control)

• 协调(pacing)相邻的发送结点和接收

差错检测(error detection)

• 信号衰减和噪声会引起差错.
• 接收端检测到差错: • 通知发送端重传或者直接丢弃帧

差错纠正(error correction)

• 接收端直接纠正比特差错

全双工和半双工通信控制

• 全双工：链路两端结点同时双向传输
•  半双工：链路两端结点交替双向传输

链路层的具体实现

前面提的功能不一定会全部实现。

主要通过网卡实现

网卡间通信

差错编码

差错编码基本原理

在原本数据上增加一些数据，让原本位和位(bit)没有关联的数据，通过编码认为他有关联关系（编码的一种，分组编码）

编码有卷积编码，和分组编码，分组编码又分为线性编码、和非线性编码，关系是否是线性的。我们讲的主要是线性编码。

差错编码的检错能力

这块不太懂

• 检错码，只能检错不能纠错。 纠错码都可以
• 汉明距离：两个bit位对应的不同位数

具体的编码算法各不相同，但是编码跟之前学的校验和很像，我的理解，都是发送到对已有报文的数据按照选定算法进行计算，接收端按照算法核实数据是否正确传输。

奇偶校验码

常见校验码

Internet校验和(Checksum)

常见校验码

循环冗余校验码(CRC)

举例

多路访问控制(MAC)协议

两类“链路”

HFC:混合光纤同轴电缆（Hybrid Fiber Coaxial，简称HFC）是一种结合光纤与同轴电缆的宽带接入网，是一种以频分复用技术为基础，综合应用数字传输技术、光纤和同轴电缆技术、射频技术的智能宽带接入网，是有线电视（CATV）和电话网结合的产物。从接入用户的角度看，HFC是经过双向改造的有线电视网，但从整体上看，它是以同轴电缆网络为最终接入部分的宽带网络系统。

MAC协议的场景、要解决的问题

理想MAC协议

这很好理解，就是共享广播信道的理想效果

MAC协议分类

• 随机访问：直接占用整个信道，所以多个结点使用信道，肯定会发生冲突，这种协议一定有冲突恢复机制
• 信道划分，每个结点按频率、按时间等等方式划分，之前学过多路复用就是按各种方式划分

信道划分MAC协议：TDMA

按时间段划分

信道划分MAC协议：FDMA

按频带划分，家里的电视网就用FDMA，每个结点都被分配信道，如果不发数据也占用，只是闲着，完全数据隔离没有冲突。

随机访问MAC协议

时隙ALOHA协议

 不是随时开始发送，必须是时隙开始才能传。

• 第一次冲突结点3发送成功， 1 2重传
• 第二次冲突，结点1发送成功

效率分析

ALOHA协议

• 不等时隙开始，有数据就立即发送，冲突增加。本来结点1发送快结束了，但结点2突然发送，导致结点1发送失败，效率更差
• 虽然效率差，但他是最早的链路协议。aloha是夏威夷问号的意思，有一定的历史意义

CSMA协议

• 发送前监听信道，空闲再发送
• 发现信道忙后，有不同的类型。1坚持是一直监听信道，直到空闲为止。非坚持是随机等待一会再监听信道，P坚持是以概率P去监听
• 如果两个信道同时监听，同时发现空闲，同时发送也会冲突；
• 冲突后，还会继续重试发送，导致一直冲突，浪费资源

CSMA/CD协议

为了解决 冲突后，还会继续重试发送，导致一直冲突，浪费资源。开始进行冲突检测。

发送时才监听，不发送不监听

• 这是传播延迟和传输延迟的计算方法，传输L/R,传播d/s，站在不同角度计算时间
• 如果A发送数据，在数据将要到达B时，B也发送，导致冲突。B立刻就会知道冲突，但A约在2*d/v的时间才能知道冲突
• 必须让发送一个数据帧的完整时间，大于冲突通知时间，否则数据帧发送完了，已经不监听了，这时冲突消息才返回就没意义了。
• 这个结论很重要，假设带宽和传播速度都确定了，通过这个方法可以确定最小数据帧长度

例题

效率分析

轮转访问MAC协议

• 主节点不断轮询从节点，问从节点是否要传输数据
• 有单点问题，肯定实际中会解决
• 有等待延迟，比如结点3想发送，但当前正轮询结点1

• 谁拿着令牌就可以传输数据，并且负责传输完成，把令牌给下一个。
• 就不需要主节点进行轮询了

MAC协议总结

最后

以上就是无辜红酒为你收集整理的计网学习笔记十六.数据链路层概述链路层提供的功能链路层的具体实现差错编码多路访问控制(MAC)协议的全部内容，希望文章能够帮你解决计网学习笔记十六.数据链路层概述链路层提供的功能链路层的具体实现差错编码多路访问控制(MAC)协议所遇到的程序开发问题。

如果觉得靠谱客网站的内容还不错，欢迎将靠谱客网站推荐给程序员好友。