# 1. 介绍、服务

- 链路层在网卡中实现

# 2. 错误检测、纠正

- 奇/偶校验：统计数据中1的个数，加上该位使得1的个数为奇/偶数；二维奇偶校验

- 校验和

- 循环冗余校验

  e.g. 指定r=3为校验码长度，D=101110, d=6, G=1001，最终传输101110011

  <img src="images\CRC校验.png" alt="CRC校验" style="zoom:33%;" />

  得到数据与G做模2除运算，得到余数n，若n!=0，则第n位出错

# 3. 多路访问（MAC）协议

- 信道划分：TDMA（时分多址）；FDMA（频分多址）；CDMA（码分多址）
- 随机接入 MAC 协议
  - 时隙 ALOHA（节点在时隙开始时进行传输）
    - 给定节点成功传输概率$p(1-p)^{N-1}$，存在节点传输成功概率$Np(1-p)^{N-1}$，求最大效率：令成功概率对p的导数为0，求出p关于N的表达式。N为无穷大时，求出极限为$1/e$​（最大效率）

  - 纯 (非时隙) ALOHA（节点不必在时隙开始时传输）
    - 给定节点成功传输概率$p(1-p)^{2(N-1)}$，同样方法求出最大效率为$1/2e$​

  - CSMA/CD 算法（以太网的 MAC 协议）
    - 检测到冲突将中止传输并发干扰信号；第m次碰撞中止后, 网卡二进制指数退避（从0123到2^m-1中随机选择K，等待K个时间片）
    - 例子：A和B在100Mbps广播信道上，传播时延为n比特时间，t=0时刻AB同时发帧，碰撞，A选择K=0退避，B选择K=1。比特时间t=1/100M=10ns。过程：（0）A和B开始传输；（n）A和B检测碰撞，开始发48比特时间拥塞信号；（n+48）A和B停止发拥塞信号；（2n+48）B的最后1bit拥塞信号到达A，A发现空闲；（2n+48+96）A等96bit时间确认信道空闲，开始重传；（n+48+512）B退避结束；（n+48+512+96）B等96bit时间确认空闲，开始重传
    - 效率：$\frac{1}{1+5t_{prop}/t_{trans}}$，$t_{prop}$=两个节点之间的最大可能延迟，$t_{trans}$​=传输最大尺寸帧的时间

- 轮流MAC协议
  - 主节点邀请从节点依次传输；
  - 轮流传递令牌，在谁手里谁传输


# 4. 局域网

- ARP
  - MAC 地址：48 位。ARP表映射（IP，MAC，TTL）
  - 同一局域网内查询：
    1. B 的 MAC 地址不在 A 的ARP 表中，A获取B的MAC：A 广播 ARP 查询数据包，指定目的MAC=FF-FF-FF-FF-FF-FF-FF，IP=B的IP
    2. B 接收 ARP 数据包，单播回复 A：目的MAC=A的MAC，在内容中说明自己的MAC
  - 跨局域网寻址：例子：A（111.111.111.111，74-29-9C-E8-FF-55） ——（111.111.111.110，E6-E9-00-17-BB-4B）路由器R（222.222.222.220，1A-23-F9-CD-06-9B）——B（222.222.222.222，49-BD-D2-C7-56-2A），A给B传输：
    1. A向R发送IP数据包（源IP：A，目标IP：B），裹上链路层帧首部（源MAC：A，目的MAC：R的左侧）
    2. R收到数据包，删除链路帧首部上传到IP层，IP层转发操作，IP数据包不变，加上链路层帧首部（源MAC：R的右侧，目的MAC：B）发给B
- 以太网
  - 帧结构：在MAC层下面（物理层）为MAC帧添加前同步码（固定首7（10101010）尾1（10101011）字节值）用于唤醒接收适配器
  - 无连接、不可靠、MAC协议为无时隙CSMA/CD
- 交换机
  - 交换表存（主机的 MAC 地址、到达主机的接口、TTL），交换机可以在转发的过程中自学习到表项
- 虚拟局域网VLAN：限制广播域；增强局域网的安全性；灵活构建虚拟工作组；可以设置中继端口

# 5. 链路虚拟化：MPLS

- 是个路由协议。与IP路由不同点：IP转发决策仅根据目的IP，但MPLS可以由源IP和目的IP共同决定

# 6. 数据中心网络

- 负载均衡器（应用层路由），接收外部客户端请求，指导数据中心内部均衡负载，对外部透明

# 7. Web 请求生命周期中的一天