資料鏈路層

首先撇清兩個概念：鏈路和資料鏈路。

鏈路是指從乙個結點到另乙個結點的一段物理線路，而中間沒有任何其他的交換結點，在進行資料通訊時，兩個計算機之間的通訊路徑往往要經過許多段這樣的鏈路，可見鏈路只是一條路徑的組層部分，

資料鏈路是除了一條物理鏈路外還需要加上一些必要的通訊協議來控制這些資料的傳輸。若把這些實現的協議的硬體和軟體加到鏈路上，就構成了資料鏈路。現在最常用的方法是使用網路介面卡來實現這些協議的硬體和軟體，一般的介面卡都包括了資料鏈路層和物理層這兩層功能。

第一部分點對點通道的資料鏈路層

資料鏈路層把網路層交下來的資料構成幀傳送到鏈路上，以及把接收到的幀中的資料取出來並交給網路層。在網際網路中，網路層協議資料單元就是ip資料報，或簡稱資料報。分組或包。

點對點通道的資料鏈路層在進行通訊時的主要步驟如下：

（1）結點a的資料鏈路層把網路層交下來的ip資料報新增首部和尾部封裝成幀

（2）結點a把封裝好的幀傳送給結點b的資料鏈路層。

（3）若結點b的資料鏈路層收到幀無差錯，則從收到的幀中提取出ip資料寶貝上交給上面的網路層，否則就丟棄這個幀。

資料鏈路層最基本的服務是將源自網路層來的資料可靠地傳輸到相鄰節點的目標機網路層

。為達到這一目的，資料鏈路層有很多協議，但是有三個基本問題時共同的，如下就是三個基本問題：

（1）封裝成幀

封裝成幀就時在一段資料的前後分別新增首部和尾部，這樣就構成了乙個幀，接收端在收到物理層上交的位元流後，就能根據首部和尾部的標記，從收到的位元流中識別幀的開始和結束。我們知道分組交換的乙個重要概念就是：所有在網際網路上傳送的資料都是以分組（即ip資料報，）為傳送單位。網路層ip資料報傳送到資料鏈路層就稱為幀的資料部分。在幀的資料部分前面和後面分別加上首部和尾部，就構成了乙個完整的幀。此外，首部和尾部還包括許多必要的控制資訊。在傳送幀時，時從幀首部開始傳送，這種資料鏈路層協議都要對幀首部和幀尾部的格式有明確的規定。

（2）透明傳輸

（3）差錯檢測

第二部分點對點協議ppp

我們知道，網際網路使用者通常都要連線到某個isp才能接入到網際網路。ppp協議就是使用者計算機和isp進行通訊時所使用的資料鏈路層協議。ppp協議具有動態分配ip位址的能力。

1 ppp協議滿足的要求如下：

（1）簡單：接收方沒收到乙個幀就進行crc檢驗，如果crc檢驗正確就收下這個幀，反之就丟棄這個幀，其他什麼也不做。

（2）封裝成幀： ppp協議必須規定特殊字元作為幀丁姐符（即標識乙個幀開始和結束的字元），以便使接收端從收到位元流中準確的找出幀的開始和結束位置。

（3）透明性： pp協議必須保證資料傳輸的透明性，也就是說。如果資料中碰巧出現了和幀丁姐符一樣的位元組合時，就要採取措施來解決這個問題。

（4）多種網路層協議：ppp協議必須能夠在同一條物理鏈路上同時支援多種網路層協議（如ip、ipx等）的執行。

（5）多種型別鏈路：ppp協議還必須能夠在多種型別的鏈路上執行。例如：川航的或並行的。同步的、非同步的扥。

（6）差錯檢測： ppp協議必須能夠對接收到的幀進行檢測，並立即丟棄有差錯的幀。若在資料鏈路層不進行差錯檢測，那麼已經出現差錯的無用幀就還要在網路中繼續向前**，因而會白白浪費許多的網路資源。

（7）檢測連線狀態： ppp協議必須具有一種機制能夠及時（不超過幾分鐘）自動檢測出鏈路是否處於正常工作狀態。當出現故障的鏈路隔了一段事件後又重新恢復工作時就特別需要這種及時檢測功能。

2 ppp協議不需要的功能：

（1）糾錯：在tcp/ip協議族中，可靠傳輸是運輸層的tcp協議負責，而資料鏈路層的ppp協議只是進行檢測。

（2）流量控制：在tcp/ip協議族中，端到端的流量控制是tcp負責的，因而鏈路層無需對流量進行控制。

3 ppp協議的組成

ppp協議由三部分組成：

（1）乙個將ip資料報封裝到川航鏈路的方法。

（2）乙個用來簡歷、配置和測試資料鏈路連線的鏈路控制協議lcp。

（3）一套網路控制協議ncp，其中的每乙個協議支援不同網路層的協議，如ip、網路層等。

4 ppp協議的工作狀態

我們應該知道ppp鏈路一開始是怎樣初始化的。當使用者撥號接入isp後，就建立了一條從使用者pc到isp的物理連線，這時，使用者pc機向isp傳送一系列的lcp分組（封裝成多個ppp幀），一遍建立lcp連線。這些分組及其響應選擇了將要使用的一些ppp引數。接著還要進行網路層配置，ncp給新接入的使用者pc機分配動乙個臨時的ip位址。這樣使用者pc機就稱為網際網路上的乙個由ip位址的主機。

當使用者通訊完畢時，ncp釋放網路層連線，收回原來分配出去的ip位址。接著lcp釋放資料鏈路層的連線。最後釋放的時物理層的連線。

當使用者pc機通過數據機呼叫路由器時（在學校的時候用的是某信寬頻，是和手機繫結的，只要是手機欠費點連線就139錯誤，偶爾還有數據機錯誤，估計大多數用過某信的寬頻都遇到過），路由器能夠檢測到數據機發出的載波訊號。

第三部分使用廣播通道的蘇韓劇鏈路層

廣播通道可以進行一對多的通訊。區域網就是使用的廣播通道。

區域網最主要的特點就是：網路為乙個單位所擁有，且地理範圍和站點數目均有限。

計算機與外界區域網的連線時通過通訊介面卡。介面卡本來在主機箱內插入的一塊網路介面阪，這種介面阪我們通常稱之為網絡卡。現在的計算機都已經內建了網絡卡，不需要單獨提供了。網絡卡和區域網之間的通訊是通過電纜或雙絞線以川航方式進行的，而網絡卡和計算機之間的通訊則是通過計算機主機板上的i/o匯流排以並行傳輸方式進行。因此，網絡卡的乙個重要功能就是進行資料序列和並行傳輸的轉換。需要知道的是，計算機的硬體位址就在網絡卡的rom中（即mac位址，也被稱為網絡卡位址），而計算機的ip位址在計算機的儲存器中。

總結：應該明白物理鏈路層的作用、完成的主要功能、ppp協議的作用。資料鏈路層最重要的作用之一就是提供差錯檢測，對於有錯誤的幀資料及時丟掉，不再占用網路資源，對於通訊的質量有乙個較好的保證，這一點需要理解幀這個概念。幀是對ip資料報的一種封裝，在接收方收到資料時會進行響應的檢測，這樣可以保證較高質量通訊。

資料鏈路層

資料鏈路層

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