计算机网络学习笔记

Posted 2020-06-30

数据链路层

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数据链路层属于计算机网络的低层。数据链路层使用的信道主要有以下两种类型：

（1）点对点信道。这种信道使用一对一的点对点通信方式。

（2）广播信道。这种信道使用一对多的广播通信方式，因此过程比较复杂。广播信道上连接的主机很多，因此必须使用专用的共享信道协议来协调这些主机的数据发送。

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本章最重要的内容是：

（1）数据链路层的点对点信道和广播信道的特点，以及这两种信道所使用的协议（PPP协议以及CSMA/CD协议）的特点。

（2）数据链路层的三个基础问题：封装成帧、透明传输和差错检测。

（3）以太网MAC层的硬件地址。

（4）适配器、转发器、集线器、网桥、以太网交换机的作用以及使用场合。

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1. 使用点对点信道的数据链路层

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1. 数据链路和帧

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"数据链路"和"链路"并不是一回事。

"链路（link）"就是从一个结点到相邻结点的一段物理线路，而中间没有任何其他的交换结点。在进行数据通信时，两个计算机之间的通信路径往往要经过许多段这样的链路。可见链路只是一条路径的组成部分。

"数据链路（data link）"：当需要在一条线路上传送数据时，除了必须有一条物理线路外，还必须有一些必要的通信协议来控制这些数据的传输，把实现这些协议的硬件和软件加到链路上（最常用的方法是使用网路适配器（既有硬件，也有软件）），就构成了数据链路。

——适配器也叫网卡，一般都包含数据链路层和物理层这两层的功能。

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帧——点对点信道的数据链路层的协议数据单元。

数据链路层把网络层交下来的数据构成帧发送到链路上，以及把接收到的帧中的数据取出并上交给网络层。即数据链路层传送的是帧。

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早期的数据通信协议曾叫作通信规程（procedure）。因此在数据链路层，规程和协议是同义词。

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点对点信道的数据链路层在进行通信时的主要步骤如下：

1. 结点A的数据链路层把网络层交下来的数据添加首部和尾部封装成帧。
2. 结点A把封装好的帧发送给结点B的数据链路层。
3. 若结点B的数据链路层收到的帧无差错，则从收到的帧中提取出数据上交给上面的网络层；否则丢弃这个帧。

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3.1.2 三个基本问题

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数据链路层协议有许多种，但有三个基本问题是共同的：

• 封装成帧
• 透明传输
• 差错检测

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1.封装成帧

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封装成帧就是在一段数据的前后分别添加首部和尾部，这样就构成了一个帧。

首部和尾部的一个重要作用是进行帧定界（即确定帧的界限）。

每一种链路层协议都规定了所能传送的帧的数据部分的长度上限——最大传送单元MTU（Maximum Transfer Unit）。

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当数据是由可打印的ASCII码组成的文本文件时，帧定界可以使用特殊的帧定界符。

（ASCII码是7位编码，一共可组合成128个不同的ASCII码，其中可打印的有95个，而不可打印的控制字符有33个。）

一个控制字符SOH（Start Of Header）反正一帧的最前面，表示帧的首部开始。另一个控制字符EOT（End Of Transmission）表示帧的结束。

(SOH和EOT都是控制字符的名称，他们的十进制编码分别是01（二进制00000001）和04（二进制00000100）。并不是三个（S，O，H）字符。)

2.透明传输

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