【『コンピュータネットワーク(第七版)』学習ノート】三、データリンク層

3789 ワード
コンピュータ･ネットワーク
3.1ポイント・ツー・ポイントのチャネルを使用するデータリンク層
ポイント・ツー・ポイント・チャネル:一対一ブロードキャスト・チャネル:一対多
3.1.1データリンクとフレーム
リンク:アクティブなポイントからポイントまでの物理回線セグメントであり、中間には他の交換ノードデータリンクはありません.物理回線のほかに、これらのデータの伝送を制御するために通信プロトコルが必要です.これらのプロトコルを実現するハードウェアとソフトウェアをリンクに加えると,データリンクが構成される.アダプタ:これらのプロトコルを実装するためのハードウェアとソフトウェア.
3.1.2三つの基本的な問題
データリンクレイヤはフレームに渡されます
1.フレーム化
1つのデータの前後にそれぞれ先頭と末尾を追加し、1つのフレームを構成する.最初の最後の重要な役割はフレーム境界です.
2.透過転送
データ部にフレーム終端子EOTが現れると
解決ルール1.SOH、EOTの前にエスケープ文字「ESC」を付けます.2.エスケープ文字の前にエスケープ文字を追加
3.エラー制御
サイクル冗長検査コード(CRC)この技術は、「信頼性の高い従伝」を実現するには、確認と再伝送メカニズムを加えるしかない.
3.2ポイントツーポイントプロトコルPPP
3.2.1 PPPプロトコルの特徴
ユーザコンピュータとインターネットサービスプロバイダ(ISP)が通信する際に使用するデータリンク層プロトコル.
PPPを設計して需要を満たす需要を使用する
  • 単純
  • はフレーム
    • に分割する.
  • 透明性
  • 複数のネットワーク層プロトコル
  • 複数種類のリンク
  • エラー検出
  • 接続状態
    • を検出する.
  • 最大転送部
  • ネットワーク層アドレスネゴシエーション
  • データ圧縮ネゴシエーション
    • PPPプロトコルの構成
  • IPパケットをシリアルリンクにカプセル化する方法.
  • データリンクリンクリンクを確立、構成、およびテストするためのリンク制御プロトコルLCP.
  • ネットワーク制御プロトコルNCP.

    • 3.2.2 PPPプロトコルのフレームフォーマット
    同期転送時
  • 送信側は、5つの連続する1が発見されると、直ちに0
    • に記入する.
  • 受信側は、5つの連続1の後の1つの0
    • を削除する.
    非同期転送時
  • 送信側情報フィールドの各0x7Eは0x7D, 0x5E
    • に遷移する.
  • 送信側情報フィールドの各0x7Dは0x7D, 0x5D
    • に遷移する.
  • 送信フィールドには制御文字が表示され、前に`0x7D
    • が追加する.
    3.2.3 PPPプロトコルの動作状態
    3.3ブロードキャストチャネルを使用するデータリンク層
    3.3.1ローカルエリアネットワークのデータリンク層
    ローカルエリアネットワーク
    特徴:ネットワークは1つの単位で所有され、地理的範囲とサイト数が限られています.メリット:
  • は、放送機能
    • を有する.
  • システムの拡張と徐々に発展を容易にする
  • は、システムの信頼性、可用性、および生存性を向上させる.

    • トポロジー
    メディア共有テクノロジー
  • 静的分割チャネル
  • ダイナミックメディアアクセス制御(ランダムアクセス、制御アクセス)
    • データリンク層の2つのサブ層
  • 論理リンク制御LLC(Logical Link Control)サブレイヤ
  • メディアアクセス制御MAC(Medium Access Control)サブレイヤ
    • アダプタの役割
    通信アダプタ
    コンピュータとローカルエリアネットワークの接続
    機能:
  • はシリアル/パラレル変換を行う.
  • データをキャッシュします.
  • イーサネットプロトコルを実装します.

    • 3.3.2 CSMA/CDプロトコル
    イーサネットの2つの重要な措置
  • は、より柔軟な接続なしの動作を採用しています.
  • イーサネットは、送信されたデータフレームに番号を付けず、相手に確認の返信を要求しない.

    • マンチェスター符号化の使用
    協議の要点
  • マルチアクセス
  • キャリア傍受
  • 衝突検出
    • 競合期間
    Ethernetのエンド・ツー・エンドの往復遅延
    カットオフバイナリ指数退避アルゴリズム
    衝突が発見すると、衝突局は直ちに送信を停止し、それぞれがランダムに遅延して再送することを解決する.の待ち時間の問題です.
    最短有効フレーム長:64バイト
    イーサネットのフレーム間最小間隔:9.6μs
    3.3.3ハブを使用したスタートポロジ
    3.3.4イーサネットのチャネル使用率τはイーサネット片道エンドツーエンド伝送遅延T0はフレームの伝送時間である
    3.3.5イーサネットのMAC層
  • MAC層のハードウェアアドレス
  • 48位、世界で唯一の
    • 位
    MACフレーム
    3.4拡張イーサネット
    3.4.1物理層におけるLANの拡張
    利点-イーサネットの地理的範囲を拡大します.-コンピュータはシステム間通信を行うことができる.欠点-衝突ドメインは増加しましたが、スループットは向上しませんでした.-データレートが異なるなど、異なるイーサネットテクノロジーを使用する衝突ドメインでは、ハブで相互接続できません.
    3.4.2データリンク層におけるLANの拡張
    ブリッジ
    受信したフレームは、MACフレームの宛先アドレスに従ってフィルタリングされ、転送されるデータリンク層で動作する.
    Ethernetスイッチ
  • ブリッジの一種
  • 各インタフェースはホストに直接接続され、一般的にはフルデュプレクス方式
    • で動作する.
  • スイッチは、複数対のインタフェースを同時に連通ことができ、各対の相互通信ホストが通信媒体を独占するように、衝突することなくデータを伝送できるようにする
    • .
  • インタフェースにはメモリがあり、出力ポートが多忙なときにフレームをキャッシュできる
    • がある.
  • は、フレーム
    • を転送およびフィルタするためのフレーム交換テーブルを内部に有するプラグアンドプレイデバイスである.
  • は自己学習機能を有し、交換テーブル
    • を生成する.
    ツリープロトコルSTPの生成
    回りくどい問題を解決する
    バス構造イーサネットからスター構造イーサネットへ
  • 局数が増加するにつれて、バスイーサネットの信頼性が低下する.
  • 大規模集積回路と専用チップの発展により、星構造のイーサネットは安くて信頼性が高い.
  • イーサネットスイッチはバスを共有せず、衝突の問題はなく、CSMA/CDを使用せず、競合期間はありません.
  • は、イーサネットフレーム構造を依然として採用している.

    • 3.4.3仮想LAN
    イーサネットスイッチにより、仮想LAN VLAN(Virtual LAN)を容易に実現できます.
  • 放送嵐は存在しない
    • 3.5高速イーサネット
    3.5.1 100 BASE-Tイーサネット100Mbit/sベースバンド信号をツイストワイヤ上で伝送するスター型トポロジイーサネット.
    3.5.2ギガビットイーサネット
    1 Gb/sでフルデュプレクスとセミデュプレクスの2つの方法で動作できます.
    3.5.310ギガビットイーサネットおよび高速イーサネット
  • は、光ファイバのみを伝送媒体として使用する.
  • は、フルデュプレクス方式
    • でのみ動作する.
  • エンドツーエンドのイーサネット伝送
    • 3.5.4高速イーサネットによるブロードバンドアクセス
    イーサネットアクセスによりエンドツーエンドのイーサネット伝送が実現され、フレームフォーマットの変換は不要
    python第十四編------関数(一)
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