谢希仁的第七版计算机网络--第三章总结概述
第三章 数据链路层
数据链路=物理链路+必要的通信协议。
帧：在点对点信道的数据链路层的协议数据单元。
3.1三个基本问题
1.封装成帧：就是在一段数据的前后分别添加首部和尾部。这也是不同于其他层的地方，其它层都是添加了头部。
帧的数据部分长度上限-最大的传送单元MTU
2.透明传输：表示某一个实际存在的事物看起来却好像不存在一样。
3.差错检测：为了保证数据传输的可靠性，在计算机网络传输数据是，必须采用各种差错检测措施，目前在数据链路层广泛使用功能了循环冗余检验CRC。
未来进行检错而添加的冗余码常称为帧检验序列FCS。
循环冗余检验CRC和帧检验序列FCS并不等同。
1.CRC是一种常用的检错方法，而FCS是添加在数据后面的冗余码。
2.FCS可以用CRC这种方法得出，但是CRC并非用来获得FCS的唯一验证。
在数据链路层若仅仅使用CRC差错检测技术，则只能做到对帧的无差错接受。
传输差错：帧丢失，帧重复，帧失序。
3.2点对点协议PPP
协议应满足的要求：简单，封装成帧，透明性，各种网络层协议，多种类型链路，差错检测，检测连接状态，最大传送单元，网络仓地址协商，数据压缩协商。
协议不需要的功能：纠错，流量控制，序号，多点链路，半双工或单工链路。
PPP协议的三个部分：
1.一个将IP数据包封装到串行链路的方法。
2.链路控制协议LCP。
3.网络控制协议NCP。
PPP帧的格式如下：
当PPP使用异步传输时，它吧转义符定义为0x7D,即01111101，使用字节填充。
当使用同步传输时，采用零比特填充。
适配器的作用：
网络接口板又称为网络适配器，或网络接口卡NIC，或网卡。
适配器的重要功能：1.进行串行/并行转换。2.对数据进行缓存，3.在计算机的操作系统安装设备驱动程序。4.实现以太网协议。
局域网三种拓扑结构：星型网，总线网，环形网。
3.3CSMA/CD协议
此协议就是解决总线型数据发生碰撞问题。
CSMA/CD协议要点：先听后发，边听边发，冲突回退，侯时重发。
1.多点接入：说明这就是总线型网络，许多计算机以多点接入的方式连接在一根总线上。
2.载波监听：就是用电子技术检测总线上有没有其他计算机也在发送。载波监听就是检测信号，不管在发送前，还在在发送中，每个站都必须不停地检测信道。
3.碰撞检测：即边发送边监听。也成为冲突检测。
在使用CSMA/CD协议时，一个站不可能同时进行发送和接收，但必须边发送边监听信道。因此使用CSMA/CD协议的以太网只能进行半双工通信。
以太网对顶了一个最短帧长64字节。如果发生碰撞，就一定是在发送的前64个字节之内，由于已检测到冲突就立即终止发送，这时已经发送出去的数据一定小于64字节，因此凡长度小于64字节的帧都是由于冲突而异常中止的无效帧。
3.4扩展的以太网
扩展主机和集线器之间的距离的一种简单方法就是使用光纤。
集线器
1.使用集线器的局域网在物理上是一个星型网。但是在逻辑上仍是一个总线网，各占共享逻辑上的总线，使用功能还是CSMA/CD协议。
2.一个集线器有许多接口，使用RJ-45插头。一个集线器很像一个多接口的转发器。
3.集线器工作在物理层，它的每个接口仅仅转发比特（0/1），所不进行碰撞检测。
适配器
硬件地址是MAC地址，全球统一48位。MAC地址就是适配器地址。
适配器具有过滤功能。但适配器从网络上每收到一个MAC帧就先用硬件检查MAC帧中的目的地址，如果是发往本站的帧则收下，然后在进行其他的处理。
帧分为三种：
单播：一对一。即收到的帧的MAC地址与本站的硬件地址相同。
广播：一对全体。及发送给本局域网上所有站点的帧（全1地址）。
多播：一对多。及发送给本局域网上一部分站点的帧。
所有的适配器都至少应当能够识别单播和广播帧，有的适配器可用编程方法识别多播地址。以太网适配器还可设置一种特殊的工作方式，即混杂方式，工作在混杂方式的适配器只要听到有帧在以太网上传输就都悄悄地接受下来。
IEEE802.3标准规定凡出现下列情况之一的即为无效的MAC帧：
1.帧额长度不是整数个字节。
2.用收到的帧检验序列FCS查出有差错。
3.收到的帧的MAC客户数据字段额的长度不在46-1500字节之间，考虑到MAC帧首部和尾部的长度共有18个字节，可以得出有效的MAC帧长度为64-1518字节之间。
网桥
对收到的帧根据其MAC帧的目的地址进行转发和过滤。
以太网交换机
实质上就是一个多接口的网桥。工作在全双工方式，并且具有并行性，即能同时连通多对接口，使多对主机能同时通信。（而网桥之恩能够一次分析和转发一个帧）。
集线器，适配器，网桥与以太网交换机的区别
广播域（broadcast domain）：指这样一部分网络，其中任何一台设备发出的广播通信都能被该部分网络中的所有其他设备所接收。
碰撞域（collision domain）又称为冲突域，是指网络中一个站点发出的帧会与其他站点发出的帧产生碰撞或冲突的那部分网络。碰撞域越大，发生碰撞的概率越高。
总线以太网 和 10Base_T 星形以太网：所有计算机都处于同一个碰撞域中和同一个广播域中。
采用以太网交换机的星形以太网：每个接口都处于一个独立的碰撞域（或冲突域）中，但所有计算机都处于同一个广播域中。
3.5虚拟局域网NLAN
虚拟局域网 VLAN 是由一些局域网网段构成的与物理位置无关的逻辑组，而这些网段具有某些共同的需求。每一个 VLAN 的帧都有一个明确的标识符，指明发送这个帧的计算机是属于哪一个 VLAN。
虚拟局域网其实只是局域网给用户提供的一种服务，而并不是一种新型局域网。
虚拟局域网（VLAN）技术具有以下主要优点：1.改善了性能，2.简化了管理，3.降低了成本,4.改善了安全性.
划分虚拟局域网的方法:1.基于交换机端口,2.基于计算机网卡的MAC地址,3.基于协议类型,4.基于IP子网地址,5.基于高层应用或服务.
在虚拟局域网上的每一个站都可以收到同一个虚拟局域网上的其他成员所发出的广播。虚拟局域网限制了接收广播信息的计算机书，使的网络不会应为传播过多的广播信息（即广播风暴）而引起性能恶化。
3.6100BASE-T 以太网
速率达到或超过 100 Mbit/s 的以太网称为高速以太网。
100BASE-T 在双绞线上传送 100 Mbit/s 基带信号的星形拓扑以太网，仍使用 IEEE 802.3 的 CSMA/CD 协议。
100BASE-T 以太网又称为快速以太网 (Fast Ethernet)。
1995 年IEEE已把 100BASE-T 的快速以太网定为正式标准，其代号为 IEEE 802.3u。
3.7吉比特以太网
允许在 1 Gbit/s 下以全双工和半双工两种方式工作。
使用 IEEE 802.3 协议规定的帧格式。
在半双工方式下使用 CSMA/CD 协议，全双工方式不使用 CSMA/CD 协议。
与 10BASE-T 和 100BASE-T 技术向后兼容。
载波延伸：使最短帧长仍为 64 字节（这样可以保持兼容性），同时将争用时间增大为 512 字节。凡发送的 MAC 帧长不足 512 字节时，就用一些特殊字符填充在帧的后面，使MAC 帧的发送长度增大到 512 字节。接收端在收到以太网的 MAC 帧
后，要将所填充的特殊字符删除后才向高层交付。
分组突发：当很多短帧要发送时，第一个短帧要采用载波延伸方法进行填充，随后的一些短帧则可一个接一个地发送，只需留有必要的帧间最小间隔即可。这样就形成可一串分组的突发，直到达到 1500 字节或稍多一些为止。
