数据链路层得作用是寻址
数据链路层有以下两种类型：
- 点对点信道 一对一
- 广播信道 一对多
数据链路层得三个基本问题：封装成帧，透明传输和差错检测。
使用点对点得数据链路层
数据链路和帧
链路是从一个结点到相邻结点的一段物理线路
数据链路要加上协议，软件，硬件支持
数据链路层的协议数据单元——帧
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。
具体步骤：
- 结点A的数据链路层把网络层交下来的IP数据报添加头和尾封装成帧
- 结点A把封装好的帧传送给结点B
- 若结点B收到帧且无差错，则从帧中提取IP报给网络层。有差错，则丢弃
三个基本问题
封装成帧，透明传输和差错检测
封装成帧
每一种链路层协议都规定了所能传送的帧的数据部分上限——最大传送单元MTU
当数据是ASCII码组成的文本文件，帧定界可以使用特殊的帧定界符
帧定界符 SOH 和EOT可用于差错检测
透明传输
使用键盘输入的ASCII肯定是透明传输，因为不会设计到SOH和EOT
如果使用非ASCII文件时，可能会碰到数据部分包含SOH或者EOT，被错误识别
解决透明传输问题，使用转义字符，这种方法成为字节填充
差错检测
二进制0变成1或1变成0称为比特差错
传输中的错误的比特占总比特称为误码率BER
数据链路层使用循环冗余校验CRC来进行差错检测
发送端检测流程
接收端检错流程
出现传输差错：帧丢失、帧重复和帧失序
在数据链路层使用CRC检验，能够实现无比特差错的传输，但这还不是可靠传输
点对点协议PPP
对于点对点的使用PPP协议
PPP协议特点
争用带宽
广域网使用
只支持全双工链路
PPP协议应满足的需求
- 简单
- 封装成帧
- 透明性
- 多种网络协议 在同一条物理链路上同时支持多种网络层协议
- 多种类型链路
- 差错检测
- 检测连接状态
- 最大传送单元 数据部分的最大长度
- 网络层地址协商
- 数据压缩协商
PPP协议无需满足的要求
- 纠错
- 流量控制
- 序号
- 不支持多点线路
PPP协议的三个组成部分
- 一个将IP数据报封装到串行链路的方法。
- 链路控制协议LCP：建立并维护数据链路连接。 身份验证
- 网络控制协议NCP：PPP可支持多种网络层协议，每个不同的网络层协议都要一个相应的NCP来配置，为网络层协议建立和配置逻辑连接。
PPP协议的帧格式
各字段的含义
第一个F为Flag标志字段，规定用0x7E,标志字段就是PPP协议的定界符。
A为地址字段，C为控制字段，第四个字段为协议字段，如果字段为0x0021则为IP数据报，如果为0xC021，则是PPP链路控制协议LCP的数据，而0x8021则这是网络层的控制数据。
使用广播信道的数据链路层
局域网的数据链路层
局域网的特点：网络为一个单位所拥有，且地理范围和站点数目均有限。
局域网的优点：
- 具有广播功能
- 便于系统的扩展和逐渐地演变
- 提高了系统的可靠性
局域网的工作层次跨越了数据链路层和物理层
共享信道要着重考虑的问题就是如何使众多的用户能够合理的方便共享通信媒体资源，有两种方法：
- 静态划分信道：如频分复用，时分复用等，但代价高，不适合局域网
- 动态媒体接入控制 分为随机接入和受控接入
CSMA/CD协议
局域网使用
先听后发，边听边发，冲突停止，等待重发
第一，采用较为灵活的无连接的工作方式，即不必先建立连接就可以直接发送数据
第二，以太网的数据都是用曼彻斯特编码的信号
CSMA/CD协议特点
1.MA多点接入 总线型网络
2.CS载波监听 不管是发送前，还是在发送中，每个站都必须不停地检测信道
3.CD碰撞检测 边发送边监听 半双工网络
传播时延对载波监听的影响 因为电磁波在总线上总是以有限的速率传播的
电磁波在1km电缆的传播时延约为5us
截断二进制指数规避算法
凡长度小于64字节的帧都是由于冲突而异常终止的无效帧
使用广播信道的以太网
以太网中的MAC层
在局域网中，硬件地址又称为物理地址或MAC地址
IEEE802.3标准规定凡出现下列情况之一的即为无效的MAC帧
- 帧的长度不是整数个字节
- 用收到的帧检验系列FCS查出有差错
- 收到的帧的MAC客户数据段的长度不在46-1500字节之间
拓展的以太网
该方法优点:拓展了范围，缺点：冲突率上升。
链路层拓展以太网
网桥
网桥分类——透明网桥
“透明”是指以太网上的站点并不知道所发送的帧经过哪几个网桥，是一种即插即用设备——自学习
网桥分类——源路由网桥
在发送帧是，把详细的最佳路由信息（路由最少/时间最短）放到帧的首部中。
方法：源站以广播方式向欲通信的目的站发送一个发现帧。
交换机
多接口网桥——以太网交换机
两种交换方式
-
直通式交换机
查完目的地址（6b）就立即转发
延迟小，可靠性低，无法支持具有不同速率的端口的交换
-
存储转发式交换机
将帧放入告诉缓存，并检查是否正确，正确则转发，错误则丢弃
可靠性高，可以支持不同速率的端口的交换
冲突域和广播域
