H3CNE學習之數據鏈路層

一.概述
1.數據鏈路層功能：
a)幀同步功能：是指接收方可以從接收到的比特流中明確地區分出數據幀的起始與終止的地方。好比：比特填充法（在發送方填充一個比特，在接收方去除這個比特）；
b)差錯控制功能：它將物理層提供的可能出錯的物理鏈接改形成爲邏輯上無差錯的數據鏈路，以向網絡提供透明的和可靠的數據傳輸服務。好比CRC校驗（它是當收到的幀檢查發現差錯，就通知對方重複發送這幀）；計時器（當發送方發送一幀的同時開啓計時器，若是計時器超時，自動重發）
c)流量控制功能：控制相鄰兩個節點之間數據鏈路上的流量，其實是控制發送方的發送速率，使得發送速率不超過接收方的接受速率。
d)鏈路管理功能：數據鏈路層鏈接的創建、維持和釋放。
2.局域網數據鏈路層標準：以太網、令牌環、令牌總線、無線網絡。
3.廣域網數據鏈路層標準：HDLC、PPP、X.2五、幀中繼。
二.局域網和IEEE802模型
1.數據鏈路層的兩個子層：802標準把數據鏈路層分爲LLC（邏輯鏈路控制子層）和MAC（介質訪問控制子層）。
a)LLC：實現數據鏈路層於硬件無關的功能，好比流量控制、差錯恢復等。用於管理經過單一鏈路鏈接的兩個系統間的通信。
b)MAC：負責把物理層的0，1比特流組件成幀，而且經過幀尾部的錯誤校驗信息進行錯誤檢測。同時提供對共享介質的訪問。訪問方法有：CSMA/CD、令牌環和FDDI、令牌總線等。MAC子層分配單獨的局域網地址，也就是MAC地址，同時它會把對端的MAC地址添加到數據幀中來標識接收目標。
MAC地址是一個6字節的二進制串，一般寫成16進制。前3個字節表明廠商代碼，後3字節由廠商自行分配。
c)不一樣局域網中LLC相同，MAC不一樣。
2.IEEE802.3的MAC層幀格式：
a)802.3幀是變長的，其長度從64byte到1518byte不等。802.3幀由前導符，起始符、目地地址、源地 址、類型/長度、數據/填充和FCS校驗碼。
3.CSMA/CD：帶衝突的檢測的載波幀聽多路訪問，它的傳輸過程分爲五步：
a)傳輸前幀聽：各站點不斷地監視電纜上的載波即電纜上的電信號。
b)若是電纜忙則等待：爲了不衝突，若是站點檢測到電纜忙必須等待。
c)傳輸並檢測衝突：當監聽到電纜空閒，則傳輸數據並在電纜上監聽衝突。
d)若是衝突發送，重傳前隨機等待一段時間：根據回退算法，如今一個隨機回退值。
e)重傳或夭折：重傳的最大容許次數爲15次。當大於15次，則中止重傳。
4.CSMA/CD：帶衝突的檢測的載波幀聽多路訪問，它的接收過程分爲五步：
a)瀏覽收到的數據報而且校驗是否成爲碎片：在Ethernet上幀的最短長度爲64，若是幀長度小於64位，則表示在傳輸過程當中發送了衝突。
b)檢驗目標地址。第一步經過後，檢驗目標地址，看它是否要在本地處理。
c)若是目標地址是本地工做站，則校驗數據報的完整性：檢驗該幀是否爲超長幀、在檢驗CRC、再檢測是否爲合適的幀定位界。
d)處理幀：
三.數據鏈路層設備以太網交換機工做原理
1.交換機數據幀的轉發：根據MAC地址表的學習進行幀的轉發。
2.交換機地址管理機制：經過MAC地址老化時間來更新和刪除MAC地址表項。
3.MAC地址表：能夠靜態配置並靜態配置的表項不會老化。
四.廣域網和數據鏈路層
1.廣域網技術主要體如今OSI參考模型的下三層，即物理層、數據鏈路層、網絡層。
2.廣域網的傳輸方式：
a)點到點型：鏈接主要形式有DDN專線、E1線路。封裝的協議有PPP和HDLC。
b)分組交換型：封裝協議有X.25和幀中繼。
c)電路交換型：封裝協議有ISDN。
五高級數據鏈路控制（HDLC）協議
1.HDLC是面向比特的協議，它有以下特色：
a)協議不依賴於任何一種字符編碼集。
b)數據報文透明傳輸，用於實現透明傳輸的「O比特填充法」易於硬件實現。
c)全雙工通訊，沒必要等待確認即可持續發送數據，有較高的數據鏈路傳輸速率。
d)全部幀均採用CRC校驗，對信息幀進行順序編號，可防止漏收或重收，傳輸可靠性高。
六.PPP協議
1.PPP協議是一個點到點的數據鏈路層協議，它是串行線Internet協議（SLIP）的基礎上發展起來的。
2.PPP主要要兩類協議組成：LCP（鏈路控制協議）和NCP（網絡控制協議）
a)LCP：主要做用是創建、拆除和監控PPP數據鏈路；LCP主要完成MTU（最大傳輸單元）、質量協議、 驗證協議(有PAP和CHAP)、魔術字、協議域壓縮、地址和控制域壓縮協商。
b)NCP：主要用於協商在該數據鏈路上所傳輸的數據包的格式於類型、創建、配置不一樣網絡層協議。包括IPCP（在LCP上運行IP）和IPXCP（在LCP上運行IPX）。
七.X.25協議
1.它定義了用戶設備和網絡設備之間如何經過公共數據網創建和保持鏈接。
2.X.25主要功能是描述如何在DTE和DCE之間創建虛電路、傳輸分組、創建鏈路、傳輸數據、拆除鏈路 、拆除虛電路，同時進行差錯控制和流量控制，確保用戶數據經過網絡的安全。
八.幀中繼
1.幀中繼技術是在X.25分組交換技術的基礎上發展起來的一種快速分組交換機技術。跟X.25相比，FR省去了分組交換網中的差錯控制和流量控制功能，把它們留給智能終端完成，FR只完成數據鏈路層的核心功能。
2.FR採用虛電路技術（VCs），FR網絡用戶接口上最多可支持1024條虛電路，能充分利用網絡資源。
3.FR採用可變長度的幀來封裝不一樣的LAN網（如以太網、令牌環、FDDI等）的不一樣長度的數據包。
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