一、物理层
1. 概述
物理层考虑的是怎样才能在连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流。
2. 作用——如何服务上层
尽可能地屏蔽掉传输媒体和通信手段的差异，使物理层上面的数据链路层感觉不到这些差异，这样就可使数据链路层只需要考虑如何完成本层的协议和服务，而不必考虑网络具体的传输媒体和通信手段是什么（因为现在的计算机网络中的硬件设备和传输媒体的种类非常繁多，并且通信手段也有许多不同方式）。
3. 任务——确定与传输媒体的接口有关的一些特性
机械特性：指明接口所用接线器的形状和尺寸、引脚数目和排列、固定和锁定装置，如接入计算机的RJ45接口
电气特性：指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围
功能特性：指明某条线上出现的某一电平的电压的意义，主要是分辨比特1和比特0
过程特性：指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序
补：完成传输方式的转换，即从数据在计算机内部的并行传输方式转换为在传输媒体上的串行传输方式。
4. 重点理解部分——物理连接的方式及传输媒体的种类
物理连接的方式：点对点的、多点连接、广播连接
传输媒体的种类：双绞线、同轴电缆、光缆、各种波段的无线信道
5. 传输媒体——处于物理层的下面
定义：数据传输系统中在发送器和接收器之间的物理通路
分类：导引型（固体媒体，如铜线或光纤）、非导引型（自由空间）
重点：在非导引型传输媒体中电磁波的传输常称为无线传播。
6. 信道复用——多个连接共用一条信道
7. 宽带接入技术——接入网
接入网的范围为：从端系统到互联网中的第一个路由器，仿佛就是一座让用户与互联网连接的“桥梁”。
分类：有线宽带接入、无线宽带接入
有线宽带接入的三个方法：ADSL技术、光纤同轴混合网、光纤到x技术
二、数据链路层
1. 概述
数据链路层使用两种类型的信道来传送帧，在不同类型的信道上传送帧时需要相关的协议来规定所交换的数据的格式以及相关的同步问题（这里的同步指的是在一定条件下应当发生什么事件）。局域网中的两台主机交换信息并不经过路由器转发，所以局域网属于数据链路层。
2. 被服务——受益于下层提供的服务
当我们处于发送方数据链路层的视角时，我们是看不见下面的物理层的，我们仅仅看到一条直通接收方数据链路层（在同一局域网内）或相关的路由器数据链路层的“通路”，在这下面的传输媒体以及接口特性等等都被物理层屏蔽了，我们只需完成将由网络层交付的分组封装成帧并转发到该“通路”的另一端。
如主机H1要发送数据给处于不同局域网内的主机H2，假设之间依次经过路由器R1、R2、R3。我们只考虑数据链路层。此时，在主机H1中，数据链路层将网络层交付的分组封装成帧，然后将帧传给R1，R1收到帧后对该镇进行检错，确认无误后再将帧传给R2，R2收到帧后对该镇进行检错，确认无误后再将帧传给R3，R3收到后对该镇进行检错，确认无误后再将帧传给H2，主机H2的数据链路层会对该帧进行检错，确认无误后去掉帧首和帧尾，然后交付给网络层。
图1 数据在数据链路层中的流动
我们在数据链路层的视角时，只关心在协议栈中水平方向的各数据链路层。于是，当主机H1向主机H2发送数据时，我们可以假想数据就是在链路层从左向右沿水平方向传送的，如图1中从左到右的粗箭头所示，即通过以下这样的链路：H1的链路层→R1的链路层→R2的链路层→R3的链路层→H2的链路层。
图1指出，从数据链路层来看，H1到H2的通信可以看成是由四段不同的链路层通信组成，即：H1→R1，R1→R2，R2→R3，R3→H2。这四段不同的链路层可以采用不同的数据链路层协议。
3. 作用——如何服务上层
数据链路层将分组传给（目的主机或）下一跳路由器，而网络层则是找到（目的主机或）下一跳路由器。
4. 三个基本问题——封装成帧、透明传输、差错检测
为了将分组传给下一跳地址，数据链路层需要将分组封装成帧，然后该层协议还必须做出相关处理使得帧在链路传输过程中实现无障碍传输，接收方的数据链路层对收到的帧进行检错（但不纠错），所以对于出错的帧就直接丢弃。
5. PPP协议——点对点信道
图2 PPP帧的格式
标志字段F：表示一个帧的开始或结束，即PPP帧的定界符。连续两帧之间只需要用一个标志字段。
地址字段A：无意义
控制字段C：无意义
协议字段：若为0x0021，则PPP帧的信息字段就是IP数据报；若为0xC021，则信息字段是PPP链路控制协议LCP的数据；若为0x8021，则表示这是网络层的控制数据。
尾部中的第一个字段：用于差错检测的帧检验序列FCS
注：PPP协议的组成及工作状态此处不作讨论。
6. 使用广播信道的数据链路层
最大问题：多台主机共享信道，以太网让各用户随机接入，这样便会产生碰撞（多个用户在同一时刻发送信息）
7. CSMA/CD协议——载波监听多点接入/碰撞检测
解决碰撞，以使各主机能和谐地完成数据传输
8. MAC帧
图3 MAC帧格式
源/目的地址字段：48位硬件地址
类型字段：标志上一层使用的是什么协议，以便把收到的MAC帧的数据上交给上一层的这个协议。如，当值为0x0800时表示上层使用的是IP数据报；当值为0x8137时表示该帧是Novell IPX发过来的。
补充：由图3可以看出，在传输媒体上实际传送的要比MAC帧还多8个字节。这是因为当一个站在刚开始接收MAC帧时，由于适配器的时钟尚未与到达的比特流达成同步，故从MAC子层向下传送到物理层时还要在帧的前面插入8字节（由硬件生成），前7字节为前同步码，用于使接收端的适配器在接收MAC帧时能够迅速调整其时钟频率，使它和发送端的时钟同步，而最后一字节的前六位的作用和前同步码一样，最后的两个连续的1就是告诉接收端适配器：“MAC帧的信息就要来了，请适配器注意接收”。MAC帧的FCS字段的检验范围不包括前同步码和帧开始定界符。
9. 扩展以太网——扩展以太网的覆盖范围
方1：在物理层上扩展，以前是使用转发器连接两个网段，现在则是使用多个集线器将几个以太网互连成一个大的以太网
方2：在数据链路层上扩展，使用以太网交换机连接多台主机（包括以太网交换机）
10. 高速以太网——提升以太网的速率
三、网络层