TCP/IP中的網(wǎng)絡接口層協(xié)議

網(wǎng)絡接口層協(xié)議

TCP/IP中的網(wǎng)絡接口層對應OSI模型中的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，是TCP/IP的最底層，不過通常在描述TCP/IP模型時還是會劃分具體為物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。
1、物理層的主要任務是確定傳輸媒體接口的特性，這些特性包括四個方面：
1）機械特性。說明接口所用連接器的形狀和尺寸，引腳數(shù)目和排列、固定和鎖定位置等。
2）電氣特性。規(guī)定引腳的電平特性，即電壓范圍多少，以及如何表示1和0.
3）功能特性。規(guī)定引腳上出現(xiàn)的每一電平所代表的物理意義
4）規(guī)程特性。規(guī)定實現(xiàn)某一功能所出現(xiàn)事件的先后順序，即事件的時許關系。
2、物理層向數(shù)據(jù)鏈路層提供的服務
1）物理連接，為鏈路層提供傳輸比特流的物理信道
2）物理服務數(shù)據(jù)單元（PSDU），對于串行傳輸方式來說，傳輸單元為1比特，對于并行傳輸方式來說，傳輸單元為8比特或者更多
3）包括故障事件，同時提供質(zhì)量參數(shù)，盡管物理層不提供糾錯服務，但它能夠設定數(shù)據(jù)傳輸速率并檢測數(shù)據(jù)出錯率。
3、信道是傳輸信號的路徑，包括傳輸媒體和有關中間通信設備。信道的主要參數(shù)有：信號的通頻帶f，可用時間t，信噪比S/N，有限帶寬（波特率）和最大傳輸速率（信道容量，用比特率表示）等。
4、多路復用技術是指在同一傳輸媒體上，同時傳輸多個有限帶寬的方法，稱為多路復用。復用類型可以分為頻分復用，波分復用，時分復用和碼分復用。
5、數(shù)字載波存在兩大體系，T-標準（應用于北美，日本）和E-標準（用用于中國，歐洲、和南美），這兩個標準體系都是采用時分復用技術。
6、數(shù)據(jù)傳輸同步方式有異步傳輸和同步傳輸（分為面向字符的同步方式和面向位的同步方式）
7、交換方式分為電路交換，報文交換，分組交換也成為包交換（有數(shù)據(jù)報和虛電路兩種方法）。
8、傳輸媒體有：同軸電纜（coax，是以前組建以太網(wǎng)常用的媒體，不過現(xiàn)在比較少使用，分為50歐、75歐（主要用于TV電纜），90歐三種類型），雙絞線（TP分為屏蔽雙絞線STP和非屏蔽雙絞線UTP），光纜（單模式和多模式），無線傳輸（紅外傳輸，射頻傳輸，通信衛(wèi)星傳輸）
9、物理層的標準舉例：RS-232-C，RS-449

數(shù)據(jù)鏈路控制及其協(xié)議

1、基本概念

數(shù)據(jù)鏈路層實現(xiàn)的主要功能包括鏈路管理、成幀與幀同步、差錯控制、流量控制以及為網(wǎng)絡層提供服務。

1）鏈路：是指一條無源的點到點的物理線路段，中間沒有任何其它的交換節(jié)點，兩個端點之間的通信信道是由多條鏈路串聯(lián)而成的

2）數(shù)據(jù)鏈路：是指從數(shù)據(jù)發(fā)送點到數(shù)據(jù)接收點所經(jīng)過的傳輸途徑，數(shù)據(jù)鏈路的概念包括物理鏈路和實現(xiàn)控制數(shù)據(jù)傳輸規(guī)程的硬件和軟件

3）數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程：是指為使數(shù)據(jù)能迅速、正確、有效地從發(fā)送點到達接收點所采用的控制方式。因此可以這樣理解：鏈路是一段不可靠的物理傳輸線路，而數(shù)據(jù)鏈路是指能可靠傳輸?shù)倪壿嬫溌?。通過復用技術，一條鏈路上可以有多條數(shù)據(jù)鏈路。

2、數(shù)據(jù)鏈路實現(xiàn)的功能：

1）為網(wǎng)絡層提供服務，包括無確認無連接服務，有確認無連接服務，有確認有連接服務。

2）鏈路管理，包括數(shù)據(jù)鏈路的建立、維護和釋放

3）成幀與幀同步，主要成幀方法有：字符計數(shù)法，帶字符填充的首尾字符界定法，帶位填充的首尾標記定界法，物理層編碼違例法。

4）差錯控制，包括幀內(nèi)比特出錯和幀丟失

5）流量控制主要是通過控制發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)的速率，來保證接收方能及時地處理發(fā)送方發(fā)送的數(shù)據(jù)，目前采用方法主要是基于反饋機制來實現(xiàn)的

6）數(shù)據(jù)的透明傳輸

7）尋址，對于多點連接的情況，必須有相應的尋址機制來保證每幀能發(fā)送到正確的目標站，而且要求接收方也知道發(fā)送方是那個站點。

3、錯誤檢測和糾正，處理差錯的兩個策略是使用糾錯碼和使用檢錯碼

糾錯碼有：奇偶校驗碼，海明碼。檢錯碼：校驗和，CRC

4、基本的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議（單工工作方式）

1）無約束單工協(xié)議是一種理想狀態(tài)下的通信協(xié)議，包括發(fā)送程序和接收程序，周而復始

2）單工停等協(xié)議主要是解決流量控制，但是還是建立在無噪聲理想情況之上的。

3）有噪聲信道的單工協(xié)議，比較接近于實際的通信系統(tǒng)，要解決錯誤幀的處理，包括超時重傳。

5、滑動窗口協(xié)議（全雙工工作方式）

在全雙工工作方式下，通信的雙發(fā)同時存在數(shù)據(jù)幀和響應幀的發(fā)送和接收，因此接收方在接收到一個數(shù)據(jù)幀后，可以暫時延遲待發(fā)響應幀，以便將響應幀附加在下一個待發(fā)數(shù)據(jù)幀，這種技術稱為確認捎帶/載答技術?；瑒哟翱趨f(xié)議包括一比特滑動窗口協(xié)議、退后n幀協(xié)議和選擇重傳協(xié)議。

6、開發(fā)和描述洗衣的形式化方法有：有限狀態(tài)機，形式化語言，Petri網(wǎng)，過程代數(shù)

7、常用的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議

數(shù)據(jù)鏈路層具有很多類型的協(xié)議，可以分為面向字符的鏈路層協(xié)議和面向比特的鏈路層協(xié)議兩類。隨著計算機通信的發(fā)展，面向字符的鏈路控制規(guī)程就逐漸把露出其弱點，而后來出現(xiàn)的面向比特的規(guī)程更適合于計算機通信，而這些面向比特的規(guī)程均大同小異。

1）面向字符的鏈路層協(xié)議。如ISO的基本型傳輸控制規(guī)程及其擴展部分IS1746，IBM的二進制同步通信規(guī)程BSC，DEC的數(shù)字數(shù)據(jù)通信報文協(xié)議DDCMP，點到點協(xié)議PPP。

2）面向比特的鏈路層協(xié)議。如IBM的同步數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議SDLC，ANSI改進SDLC提出的先進數(shù)據(jù)通信控制協(xié)議ADCCP，ISO修改SDLC提出的數(shù)據(jù)鏈路控制HDLC，CCITT修改HDLC提出的鏈路接入規(guī)程LAP作為X.25網(wǎng)絡接口標準的一部份，后來改為LAPB。

8、高級數(shù)據(jù)鏈路層控制規(guī)程HDLC使用范圍包括計算機與計算機通信，計算機與終端通信，終端與終端通信。在HDLC協(xié)議中，一個最基本的概念是數(shù)據(jù)站，所謂數(shù)據(jù)站是負責發(fā)送和接收數(shù)據(jù)幀的終端和計算機，HDLC定義了三種類型的數(shù)據(jù)站：主站，從站，組合站。在HDLC協(xié)議中，也定義了適用于鏈路的兩種配置，即非平衡配置和平衡配置。

9、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議

目前，用戶接入互聯(lián)網(wǎng)的方法一般有兩種，一種是專線接入，即路由器到路由器，另一種是通過撥號上網(wǎng)，連到路由器或接入服務器，無論使用那種方式，在傳輸數(shù)據(jù)時，都得使用數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議。在互聯(lián)網(wǎng)中廣泛使用的協(xié)議是SLIP、PPP和PPoE等。

1）串行線路IP（SLIP，1984提出），具有比較多的缺點，難以普及。

2）點到點協(xié)議PPP，鏈路建立過程：創(chuàng)建PPP鏈路-》用戶驗證-》調(diào)用網(wǎng)絡層協(xié)議。

3）PPPoE（全稱為基于以太網(wǎng)的點到點通信協(xié)議）

目前通過Modem撥號方式接入互聯(lián)網(wǎng)的用戶已經(jīng)越來越少，因此PPP協(xié)議未來發(fā)展并不看好，而數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議是為了滿足越來越多的寬帶上網(wǎng)設備（即ADSL，無線、有線電視）和越來越快的網(wǎng)絡之間的通信而最新制定的標準，它基于兩個廣泛接受的標準，即以太網(wǎng)和PPP撥號協(xié)議。PPPoE可以理解為通過以太網(wǎng)來實現(xiàn)PPP協(xié)議。