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

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

3.8 KiB Raw Permalink Blame History Unescape Escape

1. 介绍、服务

2. 错误检测、纠正

3. 多路访问（MAC）协议

4. 局域网

5. 链路虚拟化：MPLS

6. 数据中心网络

7. Web 请求生命周期中的一天

3.8 KiB

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