data link layer

数据链路层概述

数据链路层作用：为网络层提供服务，将源机器的网络层数据可靠的运输到目标机器的网络层

链路和数据链路

• 链路 ：从一个结点到相邻结点的一般物理链路
• 数据链路 ：在一条线路上传输数据时，除必须有一条物理线路外，还必须有通信协议来控制数据的传输，把实现这些协议的硬件和软件加到链路上就构成了数据链路

数据链路层使用的信道

• 点对点信道
• 广播信道

数据链路层的三个基本问题 ( 使用点对点信道 )

封装成帧

帧 是点对点信道的数据链路层的协议单元 在IP数据报分别添加首部 ( SOH ) 和尾部 ( EOH ) 形成帧，这样在收到物理层上交的比特流后能识别IP数据报的开始和结束 ( 帧定界 )，为了提高帧的传输效率，应使帧的数据部分的长度尽可能大于首部和尾部

透明传输

对数据报中可能出现的SOH和EOH，使它们不被解释为控制字符，对数据部分出现的SOH和EOH前面加上转义字符 ‘ESC’、

差错检测

传输差错分为两类

• 比特差错 ( 0变1,1变0 )
• 帧丢失、重复、失序

检测方法 ：CRC循环冗余检验

数据链路层可靠传输的机制 ：

• 确认
• 超时重传

点对点协议 PPP

客户机需要 ISP才能接入到网络，PPP协议就是用户计算机和ISP进行通信时所使用的协议

PPP协议组成

• 一个将IP数据报封装到串行链路的方法
• 一个用来建立、配置和测试数据链路连接的链路控制协议LCP
• 一套网络控制协议 NCP

零比特填充

发送端只要发现有5个连续的1，就立即填入一个0，接收端发现5个连续1时，就把后面的一个0删除

PPP工作状态图

广播信道

局域网使用的就是广播信道，局域网可按网络拓扑进行分类：

• 星形网
• 环形网
• 总线网

计算机通过适配器 ( 网卡 ) 和局域网通信

集线器

以太网使用集线器作为转发的中间节点

集线器工作在物理层；使用集线器的以太网在物理上是星型网，但是在逻辑上是总线型的，所以在同一时刻最多允许一个站发送消息

CSMA/CD协议 ( 载波监听/多点接入/碰撞技术 )

总线上只要有一台计算机在发送数据，总线的资源就被占用，该协议协调总线上各计算机的工作，使用CSMA/CD协议的以太网只能进行半双工通信

工作原理 ：先听先发、边听边发、冲突停止、时延重发

以太网交换机

使用以太网交换机不仅能在数据链路层扩展以太网，而且以太网交换机的实质是一个多接口网桥，相互通信的主机都是独占传输媒体，无碰撞的传输数据