使用广播信道的数据链路层

局域网的数据链路层

局域网LAN的主要特点：

1. 网络为一个单位所拥有
2. 地理范围和站点数目都有限

局域网的特点：

比如一个办公室中，A要和B通话，A不用走到B那里，A直接喊一声让B听见，同时所有人也都能听见，也就是广播。

所以局域网具有广播功能，从一个站点可以方便地访问全网。

静态划分通道

• 频分复用
• 时分复用
• 波分复用
• 码分复用

动态媒体接入控制

• 随机接入（一般为随机接入）
• 受控接入

局域网拓扑结构

• 星型网

局域网与以太网的关系

• 以太网是一种计算机局域网技术。
  IEEE组织的IEEE 802.3标准制定了以太网的技术标准，

它规定了包括物理层的连线、电子信号和介质访问层协议的内容。

以太网是目前应用最普遍的局域网技术，取代了其他局域网技术如令牌环、FDDI和ARCNET。

以太网分类归为总线型局域网，而局域网的拓扑结构包括星形、树形、环形和总线型，
局域网是四者的统称。

以太网通常采用CSMA/CD协议；而局域网的协议多样，
包括TCP/IP协议、IPX/SPX协议、NetBEUI协议等。

总而言之，以太网是局域网的一种

网卡（网络适配器）的作用

网卡在 tcp ip中 属于 物理层和数据链路层 所以一定要有网卡

• 进行串行/并行转换
• 对数据进行缓存
• 对计算机的操作系统按照设备驱动服务
• 实现以太网协议

CSMA/CD协议

这是针对于局域网大家都公用一条总线的情况。

总线上的每一个工作的计算机都能检测到发送方发送的数据信号。

但只有对应的人才会去处理它。

就比如在一间教室上课，老师喊了一声小明，所有同学都听到了老师喊小明，但只有小明会去回复老师，因为小明知道老师喊的是他的名字。

而在计算机中，没有名字，而是地址，也就是Mac地址。

以太网采取的重要的措施

• 以太网采取的是无连接的工作方式。
• 以太网提供的服务是不可靠的交付，即尽最大努力的交付。
• 以太网发送的数据都使用曼彻斯特编码

CSMA/DA 要解决的最大问题就是 如何协调多个发送方在一个信道之间发送信息的协调，

• 载波监听
• 多点接入
• 碰撞检测
  （在计算机边发送数据边检测信道上的信号电压大小）如果两个帧碰撞，则两个帧都变得没用。

CSMA/DA
就是要 检验冲突，避免产生冲突

原理描述

• 假如一条总线上，有ABCD四个用户。
• 现在A发送了数据，有个前提是，在A的数据还没到达BCD之前，BCD是不知道总线上有人在发数据的。（如果有人已经经过我的门口，我就知道信道是不空闲的，我就不能发送数据了）
• 所以BCD可能会以为信道是空闲的，所以就会去发数据

而这个时候，如图所示，在A发送的数据包没到达B之前，B以为信道是空闲的，于是也发送了数据。那么A和B发送的数据必定会相撞。

相撞之后，它们彼此的波形就会叠加，当A发送的信号到达B，B发送的信号到达A之后，AB就会同时发现，发送的数据包碰撞了。

而B在知道冲突之后，B就不会发送数据量。

假设数据在信道中传播时间为r
B检测到冲突的时间就是r

而假设在A到达B之前x时间，B就发送数据。

那么两个数据包再经过x/2就会相遇。

而A检测到的时间就是两倍碰撞时的时间
也就是2（r-x/2)=2r-x

而当x为0时，也就表示A发送的数据已经到B了，B才发送数据，这就是发送数据不冲突的最短时间。

A接收数据>2r 不冲突，但是>2r不可能，因为这就意味着B已经接收到A发送来的数据了
这时候它就不会再发了
<2r 冲突

2r称为争用期

如果在争用期还没有检测到碰撞，就能肯定在这次发送不会发生碰撞。

而当一个检测到碰撞之后，其它的也就都知道了。

二进制指数类型退避算法

发生碰撞的站在停止发送数据后，要推迟（退避）一个随机时间才能发送数据。

重传次数越多，随机概率越大。

争用期的长度

有道理，如果能够发送512个，就说明已经过了一个争用期，那么后面发送的再多的也没有冲突。而如果小于512（64个字节）就说明有冲突。

强化碰撞

就是发送数据的数据站一旦发现碰撞后：

1. 立即停止发送数据
2. 再继续发送若干比特的人为干扰信号，以便让所有用户知道现在已经发生了碰撞。

总结

总结一下：

1. 先听后发，发送之前要先监听以下通道有没有空闲
2. 边听边发，发送的过程随时注意有没有收到冲突的信息
3. 冲突停止 如果收到冲突的话，那么立即停止，然后人为广播
4. 延迟重发
   然后通过公式，延迟重发

先听后发，边听变发，冲突停止，延迟重发

最后

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