计算机网络 学习笔记No.4

数据链路层

链路层功能：

• 数据链路管理——数据链路的建立、维护、释放等管理
• 组帧与帧同步——确保接收方正确的读取数据
• 流量控制——防止接收缓存区数据溢出
• 差错控制——纠正传输中产生的数据错误
• 透明传输——任何比特组合都能正确传输
• 寻址——在多路访问链路上确定接收方

透明传输：表示无论什么样的比特组合的数据，都能够按照原样没有差错地通过这个数据链路层。因此，对于传送的数据来说，这些数据就会“看不见“数据链路层有什么妨碍数据传输的东西。或者说，数据链路层对这些数据来说是透明的。

在数据链路层，数据的传送单位就叫着帧。所谓帧，是指从物理层送来的比特流信息按照一定的格式进行分割后形成的若干个信息块。数据一帧一帧地传送，就可以在出现差错时，将有差错的帧再重传一次，从而避免了将全部数据都重传。
帧同步是指接收方应当能从收到的比特流中准确地区分出一帧的开始和结束在什么地方，从而达到发送方和接收方的帧同步
网络封包中的数据帧,可以理解为就是一个数据包的发送,以及通信频率。
为了使接收方能正确地接受并检查所传输的帧，发送方必须依据一定的规则把网络层递交的数据流分组封装成帧（称为组帧）

点对点（比做两个人打电话）——P2P链路 无寻址问题
多路访问（比做电话会议）——MA链路 有寻址问题

多路访问就是一个点出去可能访问很多点（以太网和FR）
点对点就是一个点出去只能访问特点的点（ppp和hdlc）

有连接传输（连接建立、数据传输、连接释放）非广播网络
无连接传输（直接发送数据）网络数据

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通用帧格式：

标识字段	地址字段	控制字段	数据字段	校验字段
	校验区	校验区	校验区	校验区
	透明区	透明区	透明区	透明区	透明区

• 帧标识字段（起始符）用于帧同步，在透明区的规避方法：

比特插入法；字符置换法；起始符使用极小概率重复的字符串

• 地址字段用于指明帧的接收者（被叫）和发送者（主叫）

  连接信令帧和无连接帧：接收者和发送者的网卡号

  有连接的数据帧：通道号

• 控制字段用于指明帧的类型，以及控制操作使用的参数。

• 校验字段用于对校验区的码流进行验错或纠错

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循环冗余检验码（CRC）： 添加只能使对方推测出有无错误的冗余信息，检错码
汉明码： 添加使对方推测出没有出错前的数据的冗余信息，纠错码

详解点我

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流量控制和差错控制

流量控制： 相邻节点之间流量的控制，接收端控制发送端的发送速率，以防止接收端接收能力不足造成的数据丢失

• 控制方式：开关式、协议式

差错控制：保证相邻节点之间数据传输的准确性，通常采用检错重传方法，即接收端接收到的数据帧一旦出错，就让发送端重发这一帧。

• 对出错率不是很高的通信环境，而传输量又比较大的应用情形来说，采取的差错策略是 ”验错、丢失、重传“
• 重传 激活方式：确认消息和超时计时器溢出

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数据链路复用问题
1、 P2P链路复用技术（点到点）

• 无连接传输，只要有空隙就传输数据，利用率最大化
• 有连接传输，连接建立预约通道，预约用户复用链路
• 统计时分复用
• 链路利用率高，但调度与控制机制复杂

2、MA链路复用技术（multiple access多路访问，一条链路上有多个访问点）

①载波监听冲突检测——CSMA/CD技术

• 先听先发、边听边发——监听信道、检测冲突
• 实现简单、轻载效率高，时延抖动大

②令牌技术

• 拥有令牌的站点发送数据，令牌依次在站点之间传递
• 没有冲突，传输时延确定，重负荷有效

③轮询技术

• 站点分为主站和从站，主站依次询问从站是否有数据发送
• 从站之间的数据传递都经过主站转发

④时分多路访问——TDMA技术

• 工作机制：在自己的时隙发送数据，在其他时隙只接收数据
• 实习分配算法：固定模式、竞争模式、混合模式