计算机网络-第三章之数据链路层

数据链路层

并不关心物理层的速度，不管你是光纤、双绞线等，也不关心你使用什么复用技术。
关心的是帧的开头和结尾等。

一、数据链路层基本概念以及基本问题

1、数据发送模型

2、数据链路层的信道类型

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(集线器这种)，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。

3、链路与数据链路

链路(link)是一条点到点的物理线路段，中间没有任何其他的交换结点。
一条链路只是一条通路的一个组成部分。

数据链路：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)，若把实现这些协议的硬件和软件加到链路上，就构成了数据链路。

• 最常用的方法是使用适配器(即网卡)来实现这些协议的硬件和软件。
• 一般的适配器都包括了数据链路层和物理层这两层的功能。

4、帧

加帧头、帧尾 物理层地址、校验值

二、数据链路层的三个基本问题

• 1、封装成帧
• 2、透明传输
• 3、差错控制

1、封装成帧

2、透明传输

3、差错控制

不纠正错误

1、循环冗余检验CRC

上面相减用的是异或运算。
101001001除1101看余数是不是0，如果余数是0，那么就没错，如果不是就是有问题。

2、帧检验序列FCS

三、两种情况下的数据链路层

1、使用点对点信道的数据链路层

PPP协议

现在全世界使用最多的数据链路层协议就是点对点协议PPP(Point-to-Point Protocol)
用户一样拨号电话线接入因特网时，一般都是使用PPP协议。

因为是定向传输，所以A字段并不起作用。



出现错误就扔掉，PPP协议不让它重新发。

2、使用广播信道的数据链路层

局域网：使用广播信道的数据链路层 什么协议？载波监听、多路访问

1、共享通信媒体

静态划分信道(一般不使用，麻烦)：

• 频分复用
• 时分复用
• 波分复用
• 码分复用

动态媒体接入控制(多点接入)

• 随机接入(主要被以太网采用)
• 受控接入，如多点线路探询或轮询

2、载波监听、多点接入(CSMA/CD协议)

载波监听：在发送数据之前先要检测总线上是否有其他计算机在发送数据，如果有，则暂时不要发送数据，以免发送碰撞。
载波监听：就是用电子技术检测总线上有没有其他计算机发送的数据信号。

3、碰撞检测

4、争用期

为什么设置最小64字节(跟网速有关系)：
因为不然没法判断是否是无效帧。

5、二进制指数类型退避算法

四、以太网

方便理解的话，满足载波监听、多路访问(CSMA/CD)的都是以太网。

1、以太网与数据链路层的两个子层

2、以太网提供的服务

3、以太网拓扑

集线器的一些特点

4、以太网的信道利用率

五、MAC层的硬件地址(MAC地址)

48位二进制组成。
前24表示厂家，后面由厂家自己指定。

MAC帧格式

上面讲了帧最小64字节，这里固定的18字节，所以IP数据报最小46字节。
类型字段用来标志上一层使用的是上面协议，以便把接收到的MAC帧的数据上交给上一层的这个协议。

六、扩展以太网

1、距离上的扩展

2、数量上的扩展

集线器级联，使得计算机数量增加。
将多个集线器连起来，这样冲突域变大，更容易冲突，因为我在发时，其他是不允许发的，这样的话，多个集线器连起来。冲突域就变大了。

优化

交换机的前身是网桥，交换机也学习MAC地址，使得不冲突。
交换机学习MAC地址表，基于MAC地址转发。