计算机网络之链路层

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数据链路层将网络层交下来的IP数据包组装成帧，在两个相邻的节点上传送帧。

1. 概述

数据链路层的协议单元  —— 帧。

所谓链路就是一个节点到相邻结点的一段物理链路， 中间没有任何节点，如下图所示（该图出自《计算机网络第七版》，谢希仁老师编著，下同）。

数据链路：协议 + 链路 ，通信协议控制这些数据的传输。

网络适配器 来实现这些协议。

数据链路层将网络层交下来的IP数据包组装成帧，在两个相邻的节点上传送帧。

2. 数据链路层的三个问题：封装成帧、透明传输 和 差错检测

封装成帧：就是在网络层交下来的IP数据包的前后分别加上首部和尾部。

透明传输：无论怎样的数据都能按照原样（没有差错）传输过去。

透明： 某一个实际存在的事物看起来却像不存在一样。

差错检测: CRC 循环冗余检测 ，确保链路层中的接收端接受的帧均无差错。

3. 数据链路层协议

PPP  协议，即点对点通信协议， 一对一的点对点通信方式。

该协议可以以进行差错检测、检测连接状态、设置最大传送单元、网络地址协商和数据压缩协商。

CSMA/CD  协议，即载波监听多点接入/碰撞检测。

多点接入，就证明是这是总线型网络。

载波监听，帧发送前，还是发送中，不停地检测信道。

碰撞检测，边发送边监听。

4. 局域网

局域网使用的是广播信道（一对多）。

局域网最重要的特点是 ： 网络问一个单位所拥有，且地理范围和站点数目均有限制。

局域网优点：

（1）具有广播功能，从一个站点可以很方便的访问全网。局域网上的主机可以共享连接在局域网上的各种硬件和软件资源。

（2）便于系统的扩展和逐渐演变，各设备的位置可灵活调整和改变。

（3）提高了系统的可靠性、可用性和生存性。

（4）提高了系统的可靠性、可用性和生存性。

局域网可按照网络拓扑进行分类：星形网、环形网和 总线网。

5. 适配器（网卡）

计算机与外界局域网的连接是通过通信适配器进行的，适配器本来是主机箱内插入的一块网络接口板，又称网络接口卡，简称网卡。

适配器的一个重要功能是要进行数据串行传输（链路上）和并行传输（计算机里）的转换。

计算机的硬件地址就存在适配器的 ROM 中 ， 软件地址 IP，则在计算机的存储器中。

6. MAC 层

硬件地址又称为物理地址和MAC地址。

“名字告诉我们所要寻找的那个资源，地址指出那个资源在何处，路由告诉我们如何到达该处。”

名字与系统所在地无关，更换了适配器（网卡）地址就改变了。

MAC 帧的格式。

以太网交换机 ， 多接口的网桥，其内部是帧交换表。

参考文献：

• 计算机网络/谢希仁编著. ——7版 ——北京：电子工业出版社，2017.1