数据链路层的功能

基本概念

• 结点：主机、路由器
• 链路：网络中两个结点之间的物理通道，链路的传输介质主要有双绞线、光纤和微波。分为有线链路、无线链路。
• 数据链路：网络中两个结点之间的逻辑通道，把实现控制数据传输协议的硬件和软件加到链路上就构成数据链路.
• 帧：链路层的协议数据单元，封装网络层数据报。

数据链路层负责通过一条链路从一个结点向另一个物理链路直接相连的相邻结点传送数据报。 ## 功能概述 数据链路层在物理层提供服务的基础上向网络层提供服务，其主要作用是加强物理层传输原始比特流的功能，将物理层提供的可能出错的物理连接改造为逻辑上无差错的数据链路，使之对网络层表现为一条无差错的链路。

• 功能一：为网络层提供服务。无确认无连接、有确认无连接、有确认面向连接
• 功能二：链路管理，即连接的建立、维持、释放（用于面向连接的服务）。
• 功能三：组帧。
• 功能四：流量控制。限制发送方
• 功能五：差错控制

组帧

封装成帧

[[Pasted image 20230512233215.png]] 封装成帧：就是在一段数据的前后部分添加首部和尾部，这样就构成了一个帧。接收端在收到物理层上交的比特流后，就能根据首部和尾部的标记，从收到的比特流中识别帧的开始和结束。

• 帧界定：首部和尾部中含有很多控制信息，它们的一个重要作用是确定帧的界限
• 帧同步：指的是接收方应能从接收到的二进制比特流中区分出帧的起始与终止
• 最大传送单元 MTU
• 组帧的四种方法
  • 字符计数
    • 指在帧头部使用一个计数字段来标明帧内字符数。 [[Pasted image 20230512234126.png]]
  • 字符填充 [[Pasted image 20230512234437.png]]
  • 零比特填充
    • 经过这种零比特填充后的数据，就可以保证不会出现6个连续1 [[Pasted image 20230513002925.png]]
  • 违规编码法
    • 在物理层进行比特编码时，通常采用违规编码法。例如，曼彻斯特编码方法将数据比特“1”编码成“高-低”电平对，将数据比特“0”编码成“低-高”电平对，而“高-高”电平对和“低-低”电平对在数据比特中是违规的（即没有采用)。可以借用这些违规编码序列来定界帧的起始和终止。局域网IEEE 802标准就采用了这种方法。
    • 违规编码法不需要采用任何填充技术，便能实现数据传输的透明性，但它只适用于采用冗余编码的特殊编码环境。

由于字节计数法中计数字段的脆弱性和字符填充法实现上的复杂性与不兼容性，目前较常用的组帧方法是比特填充法和违规编码法。

透明传输

如果在数据中恰好出现与帧定界符相同的比特组合（会误认为“传输结束”而丢弃后面的数据)，那么就要采取有效的措施解决这个问题，即透明传输。更确切地说，透明传输就是不管所传数据是什么样的比特组合，都应当能在链路上传送。

差错控制

检错编码

• 奇偶检验
• CRC冗余检验（概率1无差错、但还不是可靠传输）
  • [[Pasted image 20230513013644.png]]

纠错编码

流量控制与可靠传输机制

流量控制、可靠传输与滑动窗口机制

停止-等待协议

后退Ⅳ帧协议（GBN);

选择重传协议(SR)

介质访问控制

1．信道划分 频分多路复用、时分多路复用、波分多路复用、码分多路复用的概念和基本原理 2．随机访问 ALOHA协议;CSMA协议;CSMA/CD协议;CSMA/CA协议 3．令牌传递协议

局域网

局域网的基本概念与体系结构;以太网与IEEE 802.3IEEE 802.11无线局域网;VLAN基本概念与基本原理

广域网

广域网的基本概念;PPP协议(八)数据链路层设备 局域网交换机及其工作原理