思科網(wǎng)絡(luò)學(xué)院教程——OSI數(shù)據(jù)鏈路層PPT課件

1、學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)說明數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議在數(shù)據(jù)傳輸中的作用。闡述數(shù)據(jù)鏈路層如何準(zhǔn)備數(shù)據(jù)，以便通過網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)傳輸。描述不同類型的介質(zhì)訪問控制方法。認(rèn)識幾種常見的邏輯網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌€可以說明邏輯拓?fù)浯_定網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)訪問控制方法的方式。解釋將數(shù)據(jù)包封裝成幀以方便介質(zhì)訪問的意圖。描述第 2 層幀結(jié)構(gòu)并認(rèn)識通用字段。解釋幀頭和幀尾主要字段（包括編址、服務(wù)質(zhì)量、協(xié)議類型以及幀校驗序列）的功能。第1頁/共63頁課程索引課程索引 7.1 數(shù)據(jù)鏈路層 訪問介質(zhì) 7.2 介質(zhì)訪問控制技術(shù) 7.3 介質(zhì)訪問控制編址和對數(shù)據(jù)成幀 7.4 匯總歸納 7.5 實驗和練習(xí)第2頁/共63頁7.1數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層 訪問介質(zhì)訪問介質(zhì)第3頁/

2、共63頁數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層 支持并連通上層服務(wù)支持并連通上層服務(wù) 數(shù)據(jù)鏈路層執(zhí)行以下兩種基本服務(wù)： 允許上層使用成幀之類的各種技術(shù)訪問介質(zhì) 使用介質(zhì)訪問控制和錯誤檢測等技術(shù)將數(shù)據(jù)放置到介質(zhì)上，以及從介質(zhì)接收數(shù)據(jù)。第4頁/共63頁數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層 支持并連通上層服務(wù)支持并連通上層服務(wù) 數(shù)據(jù)鏈路層術(shù)語第5頁/共63頁數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層 支持并連通上層服務(wù)支持并連通上層服務(wù) 使用多種數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議使 IP 數(shù)據(jù)包通過各種 LAN 和 WAN 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。第6頁/共63頁數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層 控制通過本地介質(zhì)的傳輸控制通過本地介質(zhì)的傳輸 第 2 層協(xié)議指定了將數(shù)據(jù)包封裝成幀的過程。第7頁/共

3、63頁數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層 創(chuàng)建幀創(chuàng)建幀 數(shù)據(jù)鏈路層幀格式:第8頁/共63頁數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層 創(chuàng)建幀創(chuàng)建幀 數(shù)據(jù)鏈路層是其上各層的軟件進(jìn)程與其下的物理層之間的連接層。第9頁/共63頁數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層 將上層服務(wù)連接到介質(zhì)將上層服務(wù)連接到介質(zhì) 數(shù)據(jù)鏈路層通常拆分成兩個子層：上子層和下子層。 邏輯鏈路控制 介質(zhì)訪問控制第10頁/共63頁數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 數(shù)據(jù)鏈路層標(biāo)準(zhǔn)第11頁/共63頁7.2 介質(zhì)訪問控制技術(shù)介質(zhì)訪問控制技術(shù)第12頁/共63頁將數(shù)據(jù)放到介質(zhì)上將數(shù)據(jù)放到介質(zhì)上 規(guī)范數(shù)據(jù)幀在介質(zhì)上的放置的方法稱為介質(zhì)訪問控制。 第13頁/共63頁針對共享介質(zhì)的介質(zhì)訪問控制針對共享

4、介質(zhì)的介質(zhì)訪問控制 對于共享介質(zhì)，有兩種基本介質(zhì)訪問控制方法： 受控 - 每個節(jié)點各自都有使用介質(zhì)的時間。 爭用 - 所有節(jié)點自由競爭介質(zhì)的使用權(quán)。第14頁/共63頁針對共享介質(zhì)的介質(zhì)訪問控制針對共享介質(zhì)的介質(zhì)訪問控制 對于共享介質(zhì)，有兩種基本介質(zhì)訪問控制方法： 受控 - 每個節(jié)點各自都有使用介質(zhì)的時間。 爭用 - 所有節(jié)點自由競爭介質(zhì)的使用權(quán)。第15頁/共63頁針對共享介質(zhì)的介質(zhì)訪問控制針對共享介質(zhì)的介質(zhì)訪問控制 對于共享介質(zhì)，有兩種基本介質(zhì)訪問控制方法： 受控 - 每個節(jié)點各自都有使用介質(zhì)的時間。 爭用 - 所有節(jié)點自由競爭介質(zhì)的使用權(quán)。第16頁/共63頁針對非共享介質(zhì)的介質(zhì)訪問控制針對非

5、共享介質(zhì)的介質(zhì)訪問控制 在點對點連接中，數(shù)據(jù)鏈路層必須考慮通信為半雙工還是全雙工。第17頁/共63頁針對非共享介質(zhì)的介質(zhì)訪問控制針對非共享介質(zhì)的介質(zhì)訪問控制 在點對點連接中，數(shù)據(jù)鏈路層必須考慮通信為半雙工還是全雙工。第18頁/共63頁針對非共享介質(zhì)的介質(zhì)訪問控制針對非共享介質(zhì)的介質(zhì)訪問控制 在點對點連接中，數(shù)據(jù)鏈路層必須考慮通信為半雙工還是全雙工。第19頁/共63頁邏輯拓?fù)浜臀锢硗負(fù)溥壿嬐負(fù)浜臀锢硗負(fù)?物理拓?fù)涫枪?jié)點與它們之間的物理連接的布局。表示如何使用介質(zhì)來互連設(shè)備即為物理拓?fù)洹?邏輯拓?fù)涫蔷W(wǎng)絡(luò)將幀從一個節(jié)點傳輸?shù)搅硪还?jié)點的方法。此布局由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間的虛擬連接組成，與其物理布局無關(guān)。 網(wǎng)絡(luò)

6、中常用的邏輯拓?fù)浜臀锢硗負(fù)浒ǎ?點對點 多路訪問 環(huán) 第20頁/共63頁點對點拓?fù)潼c對點拓?fù)?點對點拓?fù)鋵蓚€節(jié)點直接連接在一起。第21頁/共63頁點對點拓?fù)潼c對點拓?fù)?虛電路是在網(wǎng)絡(luò)中的兩個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間創(chuàng)建的邏輯連接。第22頁/共63頁點對點拓?fù)潼c對點拓?fù)?虛電路是在網(wǎng)絡(luò)中的兩個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間創(chuàng)建的邏輯連接。第23頁/共63頁多路訪問拓?fù)涠嗦吩L問拓?fù)?邏輯多路訪問拓?fù)涫苟鄠€節(jié)點可通過使用相同的共享介質(zhì)相互通信。 在某一時刻，可將來自某個節(jié)點的數(shù)據(jù)放置到介質(zhì)上。 每個節(jié)點都可以看見介質(zhì)上的所有幀，但是只有幀的目的節(jié)點可處理幀內(nèi)容。 邏輯多路訪問拓?fù)涫褂玫慕橘|(zhì)訪問控制方法通常為 CSMA/CD或 C

7、SMA/CA。第24頁/共63頁多路訪問拓?fù)涠嗦吩L問拓?fù)?邏輯多路訪問拓?fù)涞?5頁/共63頁環(huán)拓?fù)洵h(huán)拓?fù)?在邏輯環(huán)拓?fù)渲?，各?jié)點依次接收幀。若幀并非發(fā)往該節(jié)點，它將把幀傳遞到下一節(jié)點。這將允許環(huán)使用一種受控介質(zhì)訪問控制技術(shù)，稱為令牌傳遞。 邏輯環(huán)拓?fù)渲械墓?jié)點從環(huán)中取下幀，檢查地址，如果它并非發(fā)往該節(jié)點則將它發(fā)回環(huán)上。 在環(huán)中，源節(jié)點和目的節(jié)點之間的環(huán)一周的所有節(jié)點都會檢查該幀。第26頁/共63頁 邏輯環(huán)拓?fù)涞?7頁/共63頁7.3 介質(zhì)訪問控制編址和對數(shù)據(jù)成幀介質(zhì)訪問控制編址和對數(shù)據(jù)成幀第28頁/共63頁數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議 幀幀 由于協(xié)議的不同，幀結(jié)構(gòu)以及幀頭和幀尾中包含的字段會存在

8、差異。第29頁/共63頁成幀成幀 幀頭的功能幀頭的功能 幀頭的作用 幀首字段告知網(wǎng)絡(luò)中的其他設(shè)備一個幀將沿介質(zhì)傳輸過來。 地址字段用于存儲數(shù)據(jù)鏈路源地址和目的地址。 類型/長度字段是可選字段，某些協(xié)議用其說明即將傳輸?shù)臄?shù)據(jù)類型，也可能用于說明幀的長度。第30頁/共63頁編址編址 幀的去向幀的去向 數(shù)據(jù)鏈路層地址包含在幀頭中，它指定了幀在本地網(wǎng)絡(luò)中的目的節(jié)點。 若將設(shè)備移至另一網(wǎng)絡(luò)或子網(wǎng)，它將仍使用同一第 2 層物理地址。 如果幀中的數(shù)據(jù)包必須傳遞到另一網(wǎng)段上，中間設(shè)備（路由器）將解封原始幀，為數(shù)據(jù)包創(chuàng)建一個新幀并將它發(fā)送到新網(wǎng)段中。第31頁/共63頁編址編址 幀的去向幀的去向 編址要求第32頁

9、/共63頁成幀成幀 幀尾的功能幀尾的功能 幀尾的作用第33頁/共63頁數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議 幀幀 使用的第 2 層協(xié)議取決于網(wǎng)絡(luò)的邏輯拓?fù)湟约拔锢韺拥膶嵤┓绞健?02.11 Wireless Frame802.11 Wireless FramePPP frameHDLCFrame RelayEthernet Frame第34頁/共63頁數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議 幀幀 針對 LAN 的以太網(wǎng)協(xié)議第35頁/共63頁數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議 幀幀 針對 WAN 的點對點協(xié)議第36頁/共63頁數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議 幀幀 針對 LAN 的無線協(xié)議第37頁/共63頁7.4 匯總歸納

10、匯總歸納第38頁/共63頁通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)跟蹤數(shù)據(jù)通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)跟蹤數(shù)據(jù) 通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的兩臺主機(jī)間的簡單數(shù)據(jù)傳輸過程。第39頁/共63頁通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)跟蹤數(shù)據(jù)通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)跟蹤數(shù)據(jù) 通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的兩臺主機(jī)間的簡單數(shù)據(jù)傳輸過程。第40頁/共63頁通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)跟蹤數(shù)據(jù)通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)跟蹤數(shù)據(jù) 通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的兩臺主機(jī)間的簡單數(shù)據(jù)傳輸過程。第41頁/共63頁通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)跟蹤數(shù)據(jù)通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)跟蹤數(shù)據(jù) 通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的兩臺主機(jī)間的簡單數(shù)據(jù)傳輸過程。第42頁/共63頁通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)跟蹤數(shù)據(jù)通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)跟蹤數(shù)據(jù) 通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的兩臺主機(jī)間的簡單數(shù)據(jù)傳輸過程。第43頁/共63頁通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)跟蹤數(shù)據(jù)通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)跟

11、蹤數(shù)據(jù) 通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的兩臺主機(jī)間的簡單數(shù)據(jù)傳輸過程。第44頁/共63頁通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)跟蹤數(shù)據(jù)通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)跟蹤數(shù)據(jù) 通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的兩臺主機(jī)間的簡單數(shù)據(jù)傳輸過程。第45頁/共63頁通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)跟蹤數(shù)據(jù)通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)跟蹤數(shù)據(jù) 通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的兩臺主機(jī)間的簡單數(shù)據(jù)傳輸過程。第46頁/共63頁通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)跟蹤數(shù)據(jù)通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)跟蹤數(shù)據(jù) 通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的兩臺主機(jī)間的簡單數(shù)據(jù)傳輸過程。第47頁/共63頁通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)跟蹤數(shù)據(jù)通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)跟蹤數(shù)據(jù) 通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的兩臺主機(jī)間的簡單數(shù)據(jù)傳輸過程。第48頁/共63頁通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)跟蹤數(shù)據(jù)通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)跟蹤數(shù)據(jù) 通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的兩臺主機(jī)間的簡單數(shù)據(jù)傳輸過程。第4

12、9頁/共63頁通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)跟蹤數(shù)據(jù)通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)跟蹤數(shù)據(jù) 通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的兩臺主機(jī)間的簡單數(shù)據(jù)傳輸過程。第50頁/共63頁通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)跟蹤數(shù)據(jù)通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)跟蹤數(shù)據(jù) 通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的兩臺主機(jī)間的簡單數(shù)據(jù)傳輸過程。第51頁/共63頁通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)跟蹤數(shù)據(jù)通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)跟蹤數(shù)據(jù) 通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的兩臺主機(jī)間的簡單數(shù)據(jù)傳輸過程。第52頁/共63頁通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)跟蹤數(shù)據(jù)通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)跟蹤數(shù)據(jù) 通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的兩臺主機(jī)間的簡單數(shù)據(jù)傳輸過程。第53頁/共63頁通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)跟蹤數(shù)據(jù)通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)跟蹤數(shù)據(jù) 通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的兩臺主機(jī)間的簡單數(shù)據(jù)傳輸過程。第54頁/共63頁通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)跟蹤數(shù)據(jù)通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)跟蹤數(shù)據(jù) 通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的兩臺主機(jī)間的簡單數(shù)據(jù)傳輸過程。第55頁/共63頁通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)跟蹤數(shù)據(jù)通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)跟蹤數(shù)據(jù) 通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的兩臺主機(jī)間的簡單數(shù)據(jù)傳輸過程。第56頁/共63頁通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)跟蹤數(shù)據(jù)通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)跟蹤數(shù)據(jù) 通過網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的兩臺主機(jī)間的簡單數(shù)據(jù)傳輸過程。第57頁/共63頁通過網(wǎng)際