資料鏈路層

計算機五層網路體系結構：物理層、資料鏈路層、網路層、運輸層、應用層。

物理層主要考慮的是怎麼樣才能在連線各種計算機的傳輸**上傳輸資料位元流，而不是指某個具體的傳輸**。

三大類網路分別為：電信網路、有線電視網路和計算機網路。而網路的發展也是一步一步來的。資料鏈路層，從協議層次來看，專門研究資料鏈路層時，我們可以將資料看做是在水平方向的各個資料鏈路層間流動的。

設兩個主機之間的資料流模型，資料由主機h1流向主機h2，此時為點到點通道的資料鏈路。

這是我們需要明確「鏈路」與「資料鏈路」的概念：

鏈路：就是從乙個節點到相鄰結點的一段物理線路（有線或無線），而中間沒有任何其他的交換節點，由此可見鏈路只是一條路徑的組成部分；

、資料鏈路：當需要在一條線路上傳送資料時，除了必須有一條物理線路外，還必須有一些必要的通訊協議來控制這些資料的傳輸，把實現這些協議的硬體和軟體加到鏈路上就構成了資料鏈路；（最常用的是使用網路介面卡來實現這些協議，一般都包括了資料鏈路層和物理層兩層的功能）

點到點通道的資料鏈路層協議的資料單元為幀：

將網路層交下來的ip資料報新增首部尾部封裝成幀；

將封裝好的幀傳送給接受方的資料鏈路層；

收到的幀無差錯則從中提取到ip資料報交給網路層，否則丟棄；

由此我們可以看出資料鏈路層的協議需解決三個問題：封裝成幀、透明傳輸和差錯控制。

封裝成幀：

在資訊資料的前與末分別新增首部和尾部構成幀，進行幀定界。這可以用來判斷幀的完整性與否。（規定了幀的資料部分長度的上限——最大傳送單元mtu）；

透明傳輸：表示幀的開始（soh）與幀的結束（eot）雖然是ascii碼不可列印的控制字元，但是其二進位製碼依然可能與資料報中的資料二進位製碼一致造成幀的提前結束，透明傳輸則是用來解決這一問題的。具體方法則是：在資料中出現控制字元前插入轉義字元「esc」，接收方接收到在發往網路層前刪去。如果前剛好有乙個轉義字元，則再插入乙個轉義字元，後刪掉最前面的即可；

差錯控制：為了保證資料傳輸的可靠性，廣泛使用crc檢驗；

（資料鏈路層不要求「可靠傳輸」，crc只做到對幀的無差錯接受，只是避免了位元差錯，但是依然會出現傳輸差錯：幀丟失、幀重複、幀失序）

網際網路使用者連線某個isp才能接入網際網路，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協議需要解決三個方面的問題：

ip資料報封裝到序列鏈路的方法；

用來建立、配置和測試資料鏈路連線的鏈路控制協議lcp；

一套網路控制協議ncp，用來支援不同的網路層協議；

lcp一開始協商配置選項（傳送lcp的配置請求幀—「ppp幀」，鏈路另一端則傳送配置確認幀、配置否認幀、配置拒絕幀中的一種），協商結束後就建立了lcp鏈路進行「鑑別」狀態：分為口令鑑別協議pap、口令握手鑑別協議chap。鑑別成功進入「網路層協議 」，否則進入「鏈路終止」狀態。

廣播通道的資料鏈路層是進行一對多的通訊，而區域網就是使用的廣播通道。區域網的特點為：網路為乙個單位所有，且地理範圍和站點數目均有限。

區域網可按照網路拓撲結構進行分類，且可以連線使用多種傳輸**。區域網工作層次跨越了資料鏈路層和物理層，但在資料鏈路層中的內容豐富，且就在資料鏈路層中討論區域網。在共享通道與共享**中則需要考慮的問題是如何使眾多使用者能夠合理而方便地共享通訊**資源。

方法分兩種：

靜態劃分通道；

動態**接入控制；

目前受控接入在區域網中使用的很少，重點討論隨機接入的乙太網。

乙太網是一種基帶匯流排區域網，計算機又是如何連線上乙太網的呢？這就要講到介面卡的作用。計算機就是通過通訊介面卡來連線外部區域網，又叫做網路介面卡或簡稱網絡卡。介面卡的重要功能是進行資料序列傳輸和並行傳輸的轉換。

再討論隨機接入問題的解決協議：csma/cd協議，即解決碰撞問題。

最早乙太網是一種匯流排結構，可能是受**網路系統影響，這種結構就是廣播通道。csma/cd協議的實質是「載波監聽」和「碰撞檢測」；

由於存在傳送的不確定性，即每個站傳送資料的小段延遲時間內存在碰撞的可能性

此時出現新概念：爭用期時間（單位位元時間），通過截斷二進位制指數退避演算法來推遲乙個隨機爭用期時間來傳送資料，只有通過爭用期的考驗才能說明沒有碰撞；而一旦出現碰撞則要強化碰撞，傳送資料戰要繼續傳送32bit或48bit人為干擾訊號通知所有使用者發生碰撞。

區域網中，mac位址在標識系統是有相當的組成部分。（mac位址是按介面卡來分配的）

「名字指出我們所要尋找的那個資源，位址指出那個資源在何處，路由告訴我們如何到達該處。」

名字是資源在網路中的名稱，位址則代表資源在網路世界的門牌號（或分配的身份證號碼表示）。

6個位元組的mac位址的重要性就不言而喻。ieee的註冊管理結構ra是區域網全球位址的法定管理機構，它負責分配mac位址的前三個位元組（高24位），生產區域網介面卡的廠家都必須向ieee購買組織唯一識別符號oui（或稱為公司識別符號）。後三個位元組（拓展識別符號）則由廠商自行分配。由此就得到48位位址—— eui-48，固化在介面卡的rom中。由於ieee考慮到可能存在不願意購買oui的情況，於是將oui第乙個位元組的最低第二位規定為g/l為，為零時表示全球管理，購買得屬於此列；為一時是本地管理，使用者自己可任意分配。

幀的格式：

最後談一下乙太網的擴充套件。

（10base-t）乙太網兩個主機之間距離不超過200m，這個距離的覆蓋是不足以滿足的。

物理層常用方法是使用光纖數據機，這個方法可以增加主機與集線器（多埠的中繼器，物理層裝置，只是簡單的**位元流，廣播通道）之間的距離；使用多個集線器。

資料鏈路層的方法是使用網橋（基於軟體實現），通過mac位址只向目的介面**；而交換機的出現則使得網橋被淘汰，交換機實質是乙個多介面網橋（交換機通過自學習方式獲得**表），通過全雙工方式工作，相互通訊的主機都是獨佔傳輸**，無碰撞傳輸（所以就不使用csma/cd協議，獨佔頻寬），交換機介面還存在儲存器可以再繁忙時快取幀。

資料鏈路層

資料鏈路的定義 鏈路 計算機網路中相鄰節點的一段物理線路。資料鏈路 計算機網路中節點到節點相鄰的一段物理路線加上控制在這些路線上傳輸資料的協議。資料鏈路層解決的問題 對於計算機網路裡面的每一層，其實都是為了解決某乙個層面的問題而設計出來的，資料鏈路層也一樣 由於物理層只解決了訊號流在物理媒介的傳輸問...

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...

資料鏈路層

資料鏈路層的主要任務是將上層交付的資料構造成位元流，然後交給下面的物理層。主要研究在乙個區域網內，分組怎麼從乙個主機傳送到另外乙個主機。位元流包括一些控制資訊和資料，基本單位是幀。資料鏈路 data link 除了物理線路外，還必須有通訊協議來控制這些資料的傳輸。若把實現這些協議的硬體和軟體加到鏈路...