计算机网络—数据链路层

绝地灬酷狼 2021-11-19 14:56 420阅读 0赞

## 数据链路层 ##

### 1.数据发送模型 ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dpbnRlcnNoaWk_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
数据链路层使用的信道主要有两种类型 :

*  点对点信道 : 使用一对一点对点的通信方式
 *  广播信道 : 使用一对多的广播通信方式,因此过程比较复杂
 *  链路 : 点到点的物理路段
 *  数据链路 : 除了物理线路 , 还有通信协议来控制这些数据的传输

数据链路层传输的是帧. 网络层的IP数据包在到达数据链路层时,加上了帧头,物理层地址,校验值和帧尾.变成了一个数据帧. 在物理层变成了比特流传输.

#### 基本问题 : ####

*  1.**封装成帧** : 将网络层传来的数据包进行封装成为数据帧,帧头和帧尾可以使用控制字符SOH,EOT进行帧定界
 *  2.**透明传输** : 若数据部分的内容被误认为开始符或结束符, 则会出现错误, 所以在数据部分中的每个与控制字符相同的字符前加上ESC(1B) 字节填充. 接收端收到数据后, 在送往网络层之前,会删除插入的转义字符. 如果转义字符也出现在数据中, 那么在其前面也加一个黄钻一字符.当接收端连续收到两个转义字符, 就删除其中前面一个
 *  3.**差错检测** : 在传输过程中可能会产生比特差错. 所以为了保证传输数据的可靠性, 必须采用各种差错检测措施
    
    循环冗余检验CRC : 使用模2除法,得到余数作为**FCS**(添加到数据后面的冗余码).通过FCS检验数据是否有错误
    
    在检验的时候, 进行除法, 若得出的余数R = 0,则帧没有差错,接收. 若余数R != 0,则丢弃
    
    特点 : 1.不能确定究竟是哪一个或几个比特除了差错. 2.只要经过严格的挑选, 使用位数足够的除数P,那么出现检测不到的差错的概率就很小

### 2.点到点的数据通信 ###

**广域网一般使用PPP协议(数据链路层).**

*  数据链路层协议可以用于异步串行或同步串行介质
 *  它使用LCP(链路控制协议)建立并维护数据链路连接(身份验证, 计费)
 *  网络控制协议(NCP)允许在点到点连接上使用多种网络层协议
 *  PPP协议帧格式 :

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PPP协议的工作状态 : 当用户拨号接入ISP时, 路由器的调制解调器对拨号做出确认, 并建立一条物理连接. PC机向路由器发送一系列的LCP分组(分装成多个PPP帧). 这些分组及其响应选择一些PPP参数, 和进行网络层配置, NCP给新接入的PC机分配一个临时的IP地址, 使PC机成为因特网上的一个主机. 通信完毕时, NCP释放网络层连接, 收回原来分配出去的IP地址,LCP释放数据链路层连接,最后释放的是物理层的连接

### 3.广播信道的数据链路层 ###

一般使用在局域网上

静态划分信道 : 频分复用,时分复用,波分复用, 码分复用

动态媒体接入控制 : 随即接入(以太网), 受控接入

以太网 : 总线上的每一个工作的计算机都能检测到B发送的数据信号, 由于只有计算机D的地址与数据帧首部写入的地址一致, 因此只有D才接收这个数据帧. 其他所有计算机检测到不是发送给他们的数据帧, 因此就丢弃这个数据帧. 从而在具有广播特性的总线上实现了一对一的通信

**CSMA/CD** : **多点接入** : 表示许多计算机以多点接入的方式连接在一根总线上. **载波监听** : 在发送数据前要检测一下总线上是否有其他计算机在发送数据. 如果有则不要发送数据, **以免发生碰撞**

不能进行全双工通信, **只能进行半双工通信.**

### 4.以太网 ###

以太网提供的服务是不可靠的交付, 即尽最大努力的交付. 当接收站收到有差错的数据帧时就 丢弃此帧, 其他什么页不做. 差错的纠正由高层来决定

如果高层发现丢失了一些数据而进行重传, 但以太网并不知道这是一个重传的帧, 而是当做一个新的数据帧来发送  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dpbnRlcnNoaWk_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

### 5.MAC地址 ###

在局域网里,硬件地址又称为物理地址,MAC地址 由48位二进制组成. 全球唯一.

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网桥 : 工作在 数据链路层, 根据MAC帧 的目的地址对收到的帧进行转发. 具有过滤帧的作用. 当网桥收到一个帧时, 并不是向所有的接口转发此帧. 而是先检查此帧的目的MAC地址, 然后 确定是否将该帧转发到哪个接口. 现在就成了交换机(有MAC地址表). 并且交换机具有存储功能, 可以进行全双工通信.

交换机 : 端口带宽独享, 安全, 基于MAC地址转发, **通过学习构建MAC地址表**

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