计算机网络原理梳理丨链路层

目录

1. 数据链路层服务
2. 差错控制
3. 多路访问控制协议
4. 局域网
5. 点对点链路协议

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数据链路层服务

链路：通信链路连接的相邻节点的通信信道，链路层数据单元为帧

主要功能

1. 组帧
2. 链路接入（点对点链路、广播链路）
3. 可靠交付
4. 差错控制

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差错控制

差错控制的四种基本方式

1. 检错重发
2. 前向纠错（接收端进行差错纠正）
3. 反馈校验（接收端将收到的数据原封不动发送回发送端）
4. 检错丢弃

差错编码

香农信道编码定理：理论上可以通过编码使得数据传输过程不发生错误，或者将错误概率控制在很小的数值之下

第二节 待补充

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多路访问控制协议

信道划分（MAC协议）

多路访问控制 MAC ：广播信道上用于协调各个节点的数据发送

信道划分MAC协议：

• 频分多路复用：在频域内将信道带宽划分为多个子信道
• 时分多路复用：将通信信道的传输信号在时域内划分为多个等长的时隙
• 波分多路复用：在一根光纤中，传输多路不同波长的光信号
• 码分多路复用：从编码域进行划分，使得编码后的信号在同一信道中混合传输

随机访问MAC协议

1. ALOHA协议

2. 载波监听多路访问心意 CSMA

随机访问MAC协议 待补充

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局域网

主要面对广播链路。每个接口对应一个MAC地址，全球唯一，长度为48位（前24位存储生产厂商标识）

数据链路层根据本网内目的主机或默认网关的IP地址获取其MAC地址，以广播形式的查询/响应的方式（地址解析协议，ARP）

以太网

以太网以IEEE802.3标准

采用CSMA/CD访问控制方法

以太网技术：
1.10Base-5，10Base-T
2.快速以太网100Base-TX，100Base-T4，100Base-FX
3.千兆以太网
4.万兆以太网

交换机

以转发与过滤的方式，解决数据碰撞的发生，使得数据发送互不干扰

• 转发与过滤：可以依据接受到的链路层帧的目的MAC地址，选择性转发到响应的端口
• 自学习：交换机通过自学习构建交换表
• 优点：消除了冲突，提高性能；支持异质链路；易于进行网络管理；

虚拟局域网

基于交换机（支持VLAN功能）的逻辑分割广播域的局域网应用形式

不受物理位置的限制，以软件的方式划分和管理局域网中的工作组

能够抑制广播风暴，并提高数据安全性

划分方法：
1.基于交换机端口
2.基于MAC地址
3.基于上层协议类型或地址

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点对点链路协议

PPP协议

PPP协议能够处理差错检测、支持多种上层协议、允许连接时协商IP地址、允许身份认证。典型用途：拨号上网

功能：
1.成帧
2.链路控制协议LCP
3.网络控制协议NCP

PPPOE协议

基于以太网的PPP协议，是PPP协议的升级，可连接ADSL路由器，以实现连接互联网的目的

HDLC协议

高级数据链路控制协议，HDLC，可应用与点多点或点对多点链路

帧定界：

Q：如何解决帧定界符导致的数据接收错误问题？
A：位填充，透明传输
发送端：只要发现数据字段5个连续的1，则立即插入一个0，保证数据字段不会出现连续的6个1
接收端：只要发现数据流中有5个连续的1，就删除其后的0，还原成原来的信息

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