计算机网络基础——数据链路层

1、数据链路层主要有两种类型的信道：点对点信道和广播信道

2、链路和数据链路

链路：物理线路

数据链路：物理线路+通信协议

3、帧：点对点信道的数据链路层的协议数据单元

4、点对点信道通信主要步骤：结点A——>结点B

（1）A的数据链路层把网络层交付下来的IP数据报添加首尾封装成帧

（2）A把帧发给B的数据链路层

（3）若B接到的帧无差错，则取出IP数据报给网络层，否则丢弃

5、不管从数据链路层各种协议的三个基本问题：封装成帧、透明传输、差错检测

封装成帧

首部+数据部分（IP数据报）+尾部

透明传输（不管从键盘上输入什么字符都可以放在帧中传输过去）

如果遇到“SOH”或“EOT”用“ESC”转义

差错检测：使用循环冗余检验法（CRC）

要传数据M=101001 步骤如下：

（1）在M后加n个0，把M除以双方商定的（n+1）位数，除数P

（2）得到余数R，把R作为FCS（冗余码），发送M+R

（3）接收端得到的每一帧除以同样的除数P，余数为0则无差错接收

注意：“无比特差错”和“无传输差错” 是不同的概念，此处CRC检验能够实现无比特差错的传输，但这还不是可靠传输

6、点对点信道使用最广泛的数据链路层协议——点对点协议（PPP）

（1）PPP协议应满足的需求：三个问题，检测连接状态，最大传送单元等

（2）PPP协议不需要的功能：纠错、流量控制

PPP协议只支持全双工链路

（3）PPP协议有三个组成部分：

一个将IP数据报封装到串行链路的方法

一个建立、配置、测试数据链路连接的链路控制协议（LCP）

一套网络控制协议NCP（包括分配IP）

（4）PPP协议的工作方式

设备之间无链路——>物理链路——>（LCP配置协商）LCP链路——>已鉴别的LCP链路——>已鉴别的LCP链路和NCP链路

广播信道的数据链路层

7、局域网具有广播功能，现在以太网几乎成了局域网的同义词

8、以太网是一种基带总线局域网，以太网有两个标准：DIX Ethernet V2（现在只剩下这个） 和 IEEE 802.3

9、适配器（网卡）的作用：使计算机与外界局域网连接，上面装有处理器和存储器（包括RAM和ROM）

补充1：主板上插入适配器时，还必须把管理该适配器的设备驱动程序安装在计算机的操作系统中，这个驱动程序以后就会告诉适配器，应当从存储器的什么位置上把多长的数据块发送到局域网，或者应当在存储器的什么位置上把局域网传送过来的数据块存储下来

补充2：计算机的硬件地址就在适配器的ROM中，而软件地址在计算机的存储器中

10、以太网上使用CSMA/CD（载波监听多点接入/碰撞检测）协议

载波监听：发送前先监听

多点接入：多计算机连接到总线上

碰撞检测：经过争用期还没有检测到碰撞的，才能肯定这次发送不会碰撞。（以太网争用期定为51.2us，且最短有效帧为64字节，以太网上传送数据时是以帧为单位传送的）

（CSMA/CD的具体描述可以参考有关书籍）

11、扩展以太网

物理层使用集线器（缺点：形成一个更大的碰撞域）

数据链路层使用网桥。

优点：使各网段成为隔离开的碰撞域，扩大物理范围等

缺点：通信量太大会引起广播风暴

12、对网桥工作原理的认识：

（1）网桥转发帧时，不改变帧的源地址

（2）网桥的自学习和转发过程（计算机网络P95-P96)

（3）多接口网桥——>以太网交换机（优点：对普通10Mb/s的共享式以太网，若共有N个用户，对拥有N对接口的交换机总容量为N * 10Mb/s

13、网桥和集线器的一个重要区别：网桥是按存储转发方式工作的，一定是先把整个帧收下来（但集线器或转发器是逐比特转发）再进行处理的，而不管其目的地址是什么