计算机网络（第八版）期末复习（第三章数据链路层）

重要已用加粗表示，这些是分析内容所以并没有包括许多细节，仅包括重要知识点方便快速过。

1. 信道主要类型
   1. 点对点信道（一对一）
   2. 广播信道（一对多）
2. 链路（物理链路）：就是从一个节点到相邻节点的物理线路（中间没有任何交换节点）
3. 数据链路（逻辑链路）：把实现控制数据传输的协议的硬件和软件加到链路上（链路+协议，如：适配器（网卡））
4. 数据链路层的协议数据单元-------帧（ 把网络层下来的数据结构 构成帧 发送到链路，把接收到的帧中的数据取出并交给 网络层，互联网中网络层协议数据单元就是IP数据报（数据报、分组、包））
5. 三个基本问题
   1. 封装成帧
      1. 在一段数据的前后分别添加首部和尾部，构成帧
      2. 首部尾部的作用是确定帧定界（帧的界限）
         1. 帧定界符用控制字符（SOH、EOT）SOH放在帧的最前面，表示帧的首部开始 ；EOT放在帧的末尾，表示帧的结束
   2. 透明传输
      1. 如果数据中的某个字节的二进制代码刚好是SOH和EOT，数据链路就可能出错（错误的找到帧的边界）
         1. 透明：指的是某一个实际存在的事物看起来却好像不存在
         2. 那么解决该错误的方法是：
            1. 字节填充(或称字符填充)：在数据中出现控制字符的前面加上一个转义字符（ESC），在接收端的数据链路层中把数据送往网络层之前把插入的转义字符删除
            2. 零比特填充法：先对数据帧的首部尾部都设为01111110 （解决数据中有为01111110的数据时出现的问题），故：在发送端把5个1后面的添加一个0，在接收端把5个1后的0删除。
   3. 差错控制

      1. 在传输过程中可能会产生比特差错：1  ->  0， 0  ->  1。在一段时间内，传输错误的比特占所传输比特总数的比率称为误码率 BER。

      2. 循环冗余检查（CRC）：

         1. 先把数据分组（假定每组 k 比特），在每组后面添加供差错检查的n为冗余码，故一个帧发送的k+n比特

         2. 冗余码的计算通过 帧检验序列（FCS）得出。

            1. 具体得出方法：

            2. 先对原数据加上n个0得到k+n比特的数据

            3. 将这个数据除以（逻辑与运算）P（事先准备好的）得到商Q、余数R（有n位比 P少一位）

            4. 最后把得到的余数R作为冗余码拼接到原数据后发送给接收端

            5. 当数据加上冗余码后称为帧检查序列FCS

            6. P(X) = X^{3} + X^{2} + 1 -> P = 1101

            7. 将FCS发送过去后在在接收端除再以P的到的余数看是否为0（0要/非0不要）

6. 适配器的作用：将计算机和局域网进行通信

7. CSMA/CD协议（载波监听多点接入 / 碰撞检测）

   1. 要点：

      1. 多点接入MA：说明这是总线型网络（该协议 用于总线型网络中），许多计算机以多点接入的方式连接在一根总线上。协议的实质是载波监听和碰撞检测

      2. 载波监听CS：边发送边监听，在发送数据之前/之中其每个站都必须不停地检测信道（检查总线上是否有其他站点也在发数据）。

      3. 碰撞检测CD：适配器边发送数据边检测信道上信号电压的变化情况（用于判断本站点在发送数据时其他站点是否有向你发送数据，由此看来该协议是用于半双工网络）

8. 集线器：工作在物理层每个端口的可能是简单的转发比特（收到啥转发啥1、0）不进行碰撞检测（信号放大）

9. 以太网的MAC层

   1. 在局域网中，硬件地址又称物理地址/MAC地址（因这种地址用在MAC帧中）数据链路层扩展以太网，

10. 以太网交换机的特点

    1. 是一种即插即用的设备

    2. 其内部的交换表（地址表）通过自学习算法自动逐渐建立起来

11. 虚拟局域网VLAN：可以把一个

12. 而每一个局域网是一个较小的广播域。利用以太网交换机可以很方便地实现虚拟局域网，虚拟局域网其实只是局域网给用户提供的一种服务，并不是一种新型局域网。