计算机网络数据链路层基础知识

Posted 2020-12-16 xinxinmonster

计算机网络数据链路层知识点基础

数据链路层的主要功能

重要！ 通过使用各种控制协议将有差错的物理信道变为无差错的传输帧的数据链路

数据链路层的三个基本问题

重要!（为啥呢？因为在这个层的协议都围绕这仨个问题）

封装成帧

透明传输

差错控制

封装成帧的方法

1.字节填充

使用特殊标志字节来表示帧的开始和结束

SOH:开始

EOT:结束

若在数据传输的过程中，数据部分出现了SOH或者EOT的部分则给他们加上ESC进行转义处理。

2.零比特填充（这个是主要的）

使用一个特殊的比特（0111,1110）作为帧的开始和结束。

若在数据部分出现了6 个连续的1则在连续的5个1的后面添加0解决问题。

差错控制的方法

1.自动重传请求（ARQ）（重点了解，我大Java有这方面的技术，以计算机网络的方向去了解）

 自动重传请求(ARQ)，发现差错时，以某种方式通知发送方重传，直到收到正确的内容为止。——使用检错编码.

 

2.前向纠错

如需要进行差错检测必须有冗余码（FRC）对数据进行分别。

例如 一个数据报传来 AB两个个数据帧，则传的时候A*B其中的 *就是相当于冗余码的作用。

差错编码的方法：奇偶校验、循环冗余检验（CRC码）。

这里说一下：循环冗余检验CRC和帧检验序列FCS并不是同一个概念，CRC是一中检错方法，而FCS是添加在数据后面的冗余码。

PPP协议 和 CSMA/CD协议

根据数据链路层不同的信道（点对点信道、广播信道）分了两个重要的协议

点对点的PPP协议：用于接入网中，该协议的组成

1.一个将IP数据报封装到串行链路中得到方法

2.一个链路控制协议LCP用来建立、配置和测试数据链路的连接

3.一套网络控制协议NCP

PPP协议 的帧格式：

当PPP协议在异步传输时用字符填充

当PPP用在同步传输时用零比特填充

广播信道CSMA/CD协议

CSMA:即载波监听多路访问协议，就是发送数据前先监听信道

CD：即冲突检测协议，一般边发边检测

争用期的概念：即两个端之间进行数据传输时可以发现冲突的最长时间。也就是说如果在这个期间之后，就一定不会发生冲突了。(另外只有在半双工的情况下才会有争用期才用到CSMA/CD协议，全双工情况下用不上，为什么？因为没必要了，各自传各自的，我有道儿管你撞不撞)

争用期 = 2倍的传播时延。

在10MB/S的以太网的争用期是51.2μs

在100MB/S的以太网中争用期是5.15μs

最短有效帧长的概念：在争用期理解的基础上，再去理解最短有效帧长，只要在争用期内未发生碰撞那么之后也就不会有冲突发生，而这段时间发送的数据也就是最短帧长。

最短帧长= 争用期*发送速率

在以太网中规定最短有效帧长为64字节。

最小帧间隔96μs（96比特时间）

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数据链路层其他基本概念知识

局域网数据链路网：跨越了数据链路层和物理层

网卡属于数据链路层和物理层

网卡又叫通信适配器他的作用：1.把帧发送到局域网中。2.从局域网接收帧

mac地址（也称机器的物理地址）全球唯一，他就在通信适配器中（网卡）中。

以太网提供的是不可靠的交付

什么是不可靠？什么是可靠？

可靠就是我发什么，你收到什么就是可靠的。不可靠就反之

网络的扩展实现

1.利用交换机（交换机不是路由器）可以实现在数据链路层扩展以太网。

2.利用集线器可以实现在物理层扩展以太网

 

交换机一般工作在全双工模式下，工作在数据链路层

VLAN：虚拟局域网：由一组局域网段构成与物理位置无关的逻辑组。