数据链路层

标签： 网络

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数据链路层的点对点信道和广播信道，PPP协议和CSMA/CD协议的特点

数据链路层的点对点信道和广播信道

数据链路层使用的信道主要有以下两种类型：

• 点对点信道。这种信道使用一对一的点对点通信方式。

• 广播信道。这种信道使用一对多的广播通信方式，因此过程比较复杂。广播信道上连接的主机很多，因此必须使用专用的共享信道协议来协调这些主机的数据发送。

• 数据链路层传送的是帧

链路(link)：是一条无源的点到点的物理线路段，中间没有任何其他的交换结点
数据链路(data link)：除了物理链路外，还必须有通信协议来控制这些数据的传输。

数据链路层的三个基本问题：封装帧，透明传输，差错检测

• 封装成帧(framing)就是在一段数据的前后分别添加首部和尾部，然后就构成了一个帧。首部和尾部的一个重要作用帧定界。

• 透明传输
  解决办法是用字节填充法。一个帧中，除首尾外，若中间出现帧开始SOH、帧结束EOT符号，则在前面添加ESC字符;同理，若中间出现ESC或者ESCESC，也在前增加一个ESC字符。

当接收端的数据链路层收到该帧，则遇到`ESC`就去掉打头的一个`ESC`即可。

• 差错检测
  在传输过程中可能会产生比特差错：1 可能会变成 0 而 0 也可能变成 1。

在数据链路层传送的帧中，广泛使用了循环冗余检验 CRC 的检错技术。
原理很简单：就是在发送数据后面添加冗余码(帧检测序列FCS)。

PPP协议和CSMA/CD协议

PPP协议特点

• [x] 简单——这是首要的要求
• [x] 封装成帧
• [x] 透明性
• [x] 多种网络层协议
• [x] 多种类型链路
• [x] 差错检测
• [x] 检测连接状态
• [x] 最大传送单元
• [x] 网络层地址协商
• [x] 数据压缩协商
• [ ] 纠错
• [ ] 流量控制
• [ ] 序号
• [ ] 多点线路
• [ ] 半双工或单工链路

使用广播信道的数据链路层

局域网：网络为一个单位所拥有，且地理范围和站点数目均有限，今年来以太网的快速发展令以太网几乎与局域网同义。以太网目前基本使用集线器和双绞线的星型和多级星型。

关于以太网

因市场发展快，而IEEE未能及时形成一个统一的最佳的局域网标准，后来为了使数据链路层更好地适应多种局域网标准，IEEE把数据链路层拆分为两个子层，LLC（逻辑链路控制）和MAC（媒体介入控制）。后来TCP/IP体系的发展迅速，常使用DIX Ethernet V2局域网协议，该协议基本用不上LLC，故现今使用的以太网（局域网）数据链路层的协议只是MAC。
以太网采用无连接工作方式，发送数据使用曼彻斯顿编码。

适配器（就是网卡）：以前是插网卡上网，现在硬件制造商直接把网卡嵌入主板，故叫适配器更合适。适配器上有处理器和存储器（包括RAM和ROM）。在ROM中存放有该主机的MAC地址。

以太网中的CSMA/CD协议特点

1. 多点接入
2. 载波监听（边发送边监听）
3. 半双工通信

检测到冲突后会有一套“惩罚”算法，冲突两方会暂停发送数据并广播发生冲突的消息。

以太网的MAC层

硬件地址，物理地址，都是说MAC地址
局域网适配器厂商都要去RA注册高24位的组织唯一标识符OUI，然后在IEEE购买这个号（也叫地址块），然后你可以在该地址块后再使用低24位分配地址。

扩展以太网

集线器扩展，简单物理扩展，就是转发比特流，不隔离碰撞域。

网桥，有过滤和转发功能，连接同一网段，全双工通信

以太网交换机，实质是一个多接口网桥，最重要特点是独占传输媒体，隔离碰撞域，方便实现虚拟局域网。
虚拟局域网：对不同的局域网里的主机进行分组，通过该组可以实现虚拟局域网内主机互相发送消息。