计算机网络基础04

数据链路层

对网络层交下来的数据加上一定的校验组织成一个帧，一个帧就是一个二进制比特串。

相连：两台计算机有一条物理的媒体，硬件设备相连。

物理链路:两个节点之间有真正的物理媒体，然后这边有个物理层，那边也有个物理层，实现比特流的传输。

数据链路:有正确性、可靠性保证的链路，通过配置双方数据链路协议。

数据链路层为网络层提供服务通过有无确认、有无连接来区分。连接是指跟对方进行数据链路层通信之前，和对方有没有打过招呼，也就是对方的数据链路层协议是否已经启用了。确认是我发送一个信息，对方有没有应答，对方收到没有。

     1.无确认无连接：在发送据之前不打招呼，所谓打招呼是指我这边数据链路启动了，你那边的数据链路启动了，也就是我们两台计算机有了数据通路，这就是连接建立的含义。无确认我收到数据帧以后不需要给你确认。应用环境是传输距离短，线路可靠的情况下。很多局域网都是无确认无连接的服务。

     2.有确认无连接：在发送数据之前，没有必要打招呼，但是对方收到信息的时候，要告诉我是收到还是没有。用在传输延迟比较大的情况，例如：卫星通讯。

     3.有确认有连接:每个发出去的帧都要给我应答，传输数据之前有个连接建立，传输数据之后有个连接释放。

数据链路层主要功能是提供两点之间可靠传递，如何实现呢？

• 把一串比特组合一个帧，在帧里面涉及计算方法，对帧进行计算，计算结果随帧一起发送，到了接收端，进行同样的计算，如何计算的结果和传过来的计算结果不一样认为出错了，这一过程称为校验。那么出错了就重发，有时传输过程是正确的，但是到了接收方来不及接收，那么只能扔掉，这种情况采用协调发送方和接收方的速率来实现，这就被称为流量控制。

问题一：如何组织数据帧

1. 字符计数法：在发送帧的时候，把帧长度信息放在前面。问题是如果传递过程中差错出在第一个字节，无可救药。不适用。

• 带字符填充的首尾界符法：面向字符的传递方式，里面内容是ASCII，一般丢失一个帧头或帧尾的时候，下一次只要再找到一个帧头的标志，那就是第二帧找到了，在这种情况下，丢失的是这个帧，对后面的帧没有影响。字符填充：帧的内容都是ASCII可显示字符，采用ASCII字符里面很少出现的字符作为帧头和帧尾的标志，帧里面的内容和帧头和帧尾一样，解决这个问题的话采用字符插入法。字符插入法是对特殊字符前面再加上一个特殊字符。
• 带位填充的首尾界符法:例如在帧头和帧尾有6个连续的1，那么假设在传递数据中不允许6个1连续出现，同样在接收端接收5个1时就检查第6个，第6个是0，就肯定是我插入的，如果接收5个1第6个也是1那就是帧尾的标志。
• 物理层编码违例法：帧头和帧尾用0101用不到的编码方式编码，比如在物理层用曼彻斯特编码，帧头和帧尾用连续的高电平或者低电平，就把这些信号作为帧的头部和尾部，就不会和真正的数据混淆。例如令牌环用的是差分曼彻斯特编码方式，把连续的高电平或连续的低电平作为帧头、帧尾的标记。

问题二：可靠传输

• 差错控制：帧的校验方法。帧出错了怎么办——重发机制。帧重复——帧有编号。纠错用海明码，校验用校验和(定义校验和长度，计算校验和，把帧的信号以校验和来分，分好以后把每一段当做二进制的数据，一段一段全部加起来)，校验和检错的强度很低，块校验和，循环冗余校验码
• 流量控制：发送方和接收方的速率不一样。