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网站建设开什么名目,网站建设网络推广公司,百度识图查另一半情头,wordpress怎么变中文版链路协议和网络层 文章目录链路协议和网络层一、前言二、数据链路层2.1 CRC循环冗余校验2.1.1 定义2.1.2 基本思想2.1.3 发送方CRC操作2.1.4 循环冗余校验举例2.2 Ethernet协议2.2.1 Ethernet V2标准2.2.2 Ethernet V2帧格式2.2.3 Ethernet V2帧长度标准2.2.4 以太网MAC帧协议2…链路协议和网络层文章目录链路协议和网络层一、前言二、数据链路层2.1 CRC循环冗余校验2.1.1 定义2.1.2 基本思想2.1.3 发送方CRC操作2.1.4 循环冗余校验举例2.2 Ethernet协议2.2.1 Ethernet V2标准2.2.2 Ethernet V2帧格式2.2.3 Ethernet V2帧长度标准2.2.4 以太网MAC帧协议2.3 PPP协议2.3.1 PPP概述2.3.2 PPP帧三、网络层3.1 网际层的设计选择3.1.1 为什么要有网络层3.1.2 路由器的主要任务3.1.3 网络层向上层提供两种服务3.2 网络层协议3.2.1 IPv4数据报格式核心3.2.2 IPv4数据报首部协议四、小结一、前言本篇将为链路层画上句号开启网络层的学习~二、数据链路层接上文数据链路层的第三个问题——差错检测的另一种检测方法2.1 CRC循环冗余校验奇偶校验基本不太使用如果出错了两位就不起作用了只有在实验中或者短距离运输中会用。关于CRC循环冗余校验基本硬件已经做好了不用自己实现2.1.1 定义数据链路层广泛使用漏检率低的循环冗余实验Cyclic Redundancy CheckCRC检错技术2.1.2 基本思想收发双方约定好一个生成多项式G(x)发送方基于待发送的数据和生成多项式G(x)计算出差错检测码冗余码将冗余码添加到待发送数据的后面一起传输接收方收到数据和冗余码后通过生成多项式G(x)来计算收到的数据和冗余码是否产生了误码2.1.3 发送方CRC操作这里的生成多项式是一个关于1和0的序列2.1.4 循环冗余校验举例2.2 Ethernet协议2.2.1 Ethernet V2标准以太网帧的格式有Ethernet V2标准使用最多IEEE的802.3标准格式问题 协议定义格式二进制格式 其他层 定义不同的位数代表什么含义文本格式 应用层 人阅读 Content-length为了能够检测正在发送的帧是否产生了冲突以太网的帧至少要64字节用交换机组建的网络已经支持全双工通信不需要再使用CSMA/CD协议它传输的帧依然是以太网帧2.2.2 Ethernet V2帧格式格式说明首部目标MAC 源MAC 网络类型以太网帧首部 数据 FCS数据的长度至少是64 - 6 - 6 - 2 - 4 46字节2.2.3 Ethernet V2帧长度标准当数据部分的长度小于46字节时数据链路层会在数据的后面加入一些字节填充接收端会将添加的字节去掉长度总结以太网帧的数据长度46~1500字节以太网帧的长度64~1518字节2.2.4 以太网MAC帧协议以太网帧没有帧开始符和帧结束符接收方可能收到的无效MAC帧包括以下几种MAC帧的长度不是整数个字节通过MAC帧的FCS字段的值检测出帧有误码MAC帧的长度不在64~1518字节之间接收方收到无效的MAC帧时就简单将其丢弃以太网的数据链路层没有重传机制2.3 PPP协议2.3.1 PPP概述点对点协议Point-to-Point ProtocolPPP是目前使用最广泛的点对点数据链路层协议点对点协议PPP是因特网工程任务组Internet Engineering Task ForceIETF于1992年制定的。经过多次修订目前PPP已成为因特网的正式标准[ RFC1661, RFC1662 ]点对点协议PPP主要有两种应用因特网用户ALDS拨号广域路由器链路2.3.2 PPP帧标志Flag字段PPP帧的定界符取值为0x7E地址Address取值为0xFF预留目前没什么作用点对点通信和广播通信不同是直连的不需要地址控制Control取值为0x03预留目前没什么作用协议Protocol其值用来指明帧的数据载荷应向上交付给那个协议处理在以太网帧中协议就是类型帧检验序列Frame Check SequenceFCS字段其值是使用循环冗余校验CRC计算出的检错码三、网络层3.1 网际层的设计选择网络层有时叫网际层3.1.1 为什么要有网络层主要原因在于链路层设计了很多很多链路比如以太网和点对点。这两种链路直接通信是不可行的。由于异构网路的组网格式、身份识别方式、数据校验方式等都不尽相同如何将不同的异构网络组合成新的网络此时IP协议诞生了。IP协议就是用来描述网络的逻辑结构先前我们了解到路由器作为三层设备工作在网络层路由器的接到数据包后会直接丢到下一个设备就是利用IP来传的而不是MAC地址。3.1.2 路由器的主要任务将分组从源主机经过多个网络和多段链路传输到目的主机可以将任务划分为分组转发和路由选择两种重要的功能3.1.3 网络层向上层提供两种服务面向连接的虚电路服务核心思想是“可靠通信”应由网络自身来保证通信双方沿着已建立的虚电路发送分组路径固定很多广域分组交换网都使用面向连接的虚电路服务。无连接的数据报服务核心思想是“可靠通信应由用户主机来保证”不需要建立网络层连接每个分组可走不同的路径因此每个分组的首部都必须携带目的主机的完整地址通信结束后没有需要释放的连接缺点可能误码、丢失、重复和失序至此网络层不再提供可靠通信将可靠性交给上层——传输层优点使得网络中的路由器可以做得比较简单大大降低了网络造价适合厂家部署整个网络就是一个大的云大家都是通过IP层互相认识的3.2 网络层协议3.2.1 IPv4数据报格式核心在TCP/IP标准中各种数据格式常常以32比特即4字节为单位来描述数据按位来解读网络层数据包IP数据把包Packet由首部、数据2部分组成数据很多时候是由传输层传递下来的数据段Segment固定部分表示必不可少的部分如果没有这个部分那么上层根本不知道该如何处理这个数据包40 20 111115 × 4容易出现问题数据粘包解决方案定义长度3.2.2 IPv4数据报首部协议版本Version长度为4个比特用来表示IP协议的版本0b0100IPv40b0110IPv6首部长度Header Length占4个比特乘以4才是最终长度用来表示IPv4数据报的首部长度最小取值为二进制的010120字节最大取值为二进制的111160字节可选字段长度从1字节到40字节不等用来支持排错、测量以及安全措施等功能虽然可选字段增加了IPv4数据报的功能但这同时也使得IPv4数据报的首部长度成为可变的这就增加了因特网中每一个路由器处理IPv4数据报的开销以太网和IP协议不同首部格式是固定的填充当首部长度20字节固定部分 可变部分的长度不是4字节整数倍时填充相应数量的全0字节以确保IPv4数据报的首部长度是4字节的整数倍使用全0进行填充区分服务Differentiated Services Field占8个比特可以用于提高服务质量总长度Total Length占16个比特首部 数据的长度之和最大65535路由器在逐字节解析首部时会发现总长度首部 数据长度可能是传输层 应用层往上层传输的数据当数据包从网络层传往链路层时有一个定义表示最大传输单元是1500字节。而在网络层的总长度最大为65535在网络协议中有一个巧妙的处理——分片标识、标志、片偏移标识Identification占16比特数据包的ID当数据包过大进行分片时同一个数据包的所有片的标识都是一样的有一个计数器专门管理数据包的ID每发出一个数据包ID就加1标志Flags占3比特最低位More FragmentMFMF 1表示本分片后面还有分片MF 0表示本分片后面没有分片中间位Don’t FragmentDFDF 1表示不允许分片DF 0表示允许分片最高位为保留位必须设置为0题目某个IPv4数据总长度为3820字节采用20字节固定首部假设根据数据链路层要求需要将该IPv4数据报分片为长度不超过1420字节的数据报片。面临问题数据包不能保证有序到达片偏移Fragment Offset占13比特片偏移乘以8字节偏移为了能够跟总长度16比特接近作了×8的处理左移3位因此每一片的长度一定是8的整数倍。每一片的长度一定是8的整数倍片偏移是为了实现网络层数据的有序到达便于数据进一步处理链路层20 x1 80020 156020 780片偏移20 0 - - - - 779780 / 8 97.5不符合是8的整数倍错误找一个接近的776 / 8 9720 0 - - - - - 77520 776 - - - - 155120 1552 - - - 1560因此选择B生存周期Time To LiveTTL占8比特数据包在初始时有一个TTL初始值每个路由器在转发之前会将TTL减1一旦发现TTL减为0路由器会返回错误报告协议长度为8个比特用来指明IPv4数据报的数据载荷是何种协议数据单元PDU目的地会对其进行解析如果IP协议头是1那么就丢给ICMP。ping命令的数据包不可能到传输层直接到网络层把数据包构造成之后发给目标地址然后src和dest交换位置之后再原封不动传回来每一层收到数据包都会进行不同的处理。链路层有几个不同的去处IPv4/ARP网络层传给传输层/ICMP把目的地址和源地址进行重构传输层UDP/TCP四、小结数据包的逐层传输蕴含极大奥妙在网络层中的处理就是上述啦~