計算機網絡(一)數據鏈路層

數據鏈路層信道類型

1. 點對點通訊，表明協議ppp
2. 廣播通訊，一對多

點對點信道通訊主要步驟

1. 節點A將網絡層交下來的ip數據報添加首尾封裝成幀
2. 發送幀到節點B的數據鏈路層
3. B檢查幀無差錯，取出ip數據報上交網絡層

數據鏈路層要解決的基本問題

1. 封裝成幀
2. 透明傳輸
3. 差錯校驗

封裝成幀

將網絡層交付下來的ip數據報的先後添加首部和尾部，封裝成幀。首部和尾部的重要做用是進行幀定界。爲了提升傳輸效率，須要儘可能增大數據部分的長度，可是每一個鏈路層協議都規定了幀數據部分的長度上限，最大傳輸單元MTU(Maximum Transfer Unit)。當數據是可打印的ASCII碼，幀定界能夠用特殊的幀定界符SOH(Start of Header)(00000001)和EOT(End of Transmission)(00000100)

透明傳輸

傳輸的數據中任何8比特的組合不容許和幀定界的控制字符比特同樣，不然會出現幀定界錯誤。文本文件不會產生這樣的問題，能夠實現透明傳輸。可是若是是二進制文件，可能會找到錯誤的幀邊界。解決方法是採用字節填充。在SOH和EOT的前面加上轉義字符ESC(1B)，若是數據中存在轉義字符，就在轉義字符前插入個轉義字符。

差錯校驗針對比特差錯

使用循環冗餘檢驗CRC(Cyclic Redundancy Check)，添加幀檢驗序列FCS(Frame Check Sequence)

差錯校驗保證傳遞過來的幀無差錯，可是數據鏈路層不提供可靠服務，仍是存在幀丟失、幀重複、幀失序的問題

數據鏈路層表明協議ppp

1. IP數據報封裝到串行鏈路的方法
2. 創建、配置和測試數據鏈路連接的鏈路控制協議LCP(Link Control Protocol)
3. 網絡控制協議NCP(Network Control Protocol)

ppp協議的幀格式

AC字段沒有意義，幀定界符爲7E(01111110)，協議字段爲0x0021時，爲IP數據報，爲0xC021，爲LCP的數據，0x8021標識是網絡層的控制數據。當ppp採用異步傳輸(逐個字符地傳送)時，字節填充的轉義字符爲0x7D，同步傳輸時，採用零比特填充法，每碰到數據中有連續的5個0時，就再填充一個0，避免0111110的出現產生的幀定界錯誤

ppp協議的工做狀態

使用廣播信道的數據鏈路層(一對多)

局域網的數據鏈路層

1. 廣播功能
2. 便於系統擴展和逐漸演變
3. 提升了系統的可靠性、可用性和生存性

局域網的表明以太網

關鍵問題：如何使衆多用戶能夠合理方便地共享通訊媒體資源

1. 靜態劃分信道，頻分複用，時分複用，波分複用，碼分複用

2. 動態媒體接入控制，多點接入

   1. 隨機接入

   2. 受控接入

      1. 分散控制的令牌環局域網
      2. 集中控制的多點線路探尋(輪訓)

爲了使數據鏈路層適應多個局域網標準，拆分紅兩個子層

1. 邏輯鏈路控制LLC層(做用基本上消失)
2. 媒體接入控制MAC層

以太網CSMA/CD協議

MAC幀格式

MAC幀首部和尾部加起來一共有18個字節，內容最長1500字節，最短46字節，整個幀長度最短64字節，最長1518字節

擴展以太網

• 物理層擴展以太網

使用集線器，或者光纖和光纖調制解調器

• 數據鏈路層擴展以太網

使用網橋，依靠轉發表來轉發幀

1. 透明網橋，使用生成樹算法和自學習生成轉發表
2. 源路由網橋，源站以廣播的方式向欲通訊的目的站發送一個發現幀做爲探測用