[计算机网络] 第3章：数据链路层

第3章：数据链路层

Data Link

3.1 数据链路层模型

重点1：链路与数据链路

• 链路(Link): 链路是从一个结点到相邻结点的一段物理线路（有线或者无线），而中间没有其他的交换结点。
• 数据链路(Data Link): 一条线路上的传送数据时，除了必须有一条物理链路外，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，就构成了数据链路。
• 简单说，两个设备之间的线，就是一个链路（物理链路）；两个能互传数据的设备之间的所有东西，就是一个数据链路（逻辑链路）。

计数题：

由于router，即路由器，是划分子网的标志，因此hostA与router1,router1与router2,router2与S1共3条数据链路。

当使用复用技术时，一条链路上可以有多条数据链路
来源：复习参考

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重点2：数据链路层的作用与功能
(1) 作用：
通过数据链路层协议，在不太可靠的物理链路上实现可靠的数据传输。

Deliver a data link frame between two physically connected (adjacent) machines

(2)功能
（通常认为的三个基本问题）

• 封装成帧
• 透明传输
• 差错检测

机制: 流量控制与可靠传输

• 停等协议
• 滑动窗口协议

PPT中的duty

• framing (包括封装成帧和透明传输)
• Error control
• Flow control
• Addressing
• Access control
  第三章介绍前三点，第四章mac介绍后两点

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(划分下面章节的依据：)
数据链路层使用的信道:

• 点对点信道
• 广播信道

3.2 使用点对点信道的数据链路层

3.2.1 功能

3.2.1.1 封装成帧

数据链路层给上层交付的协议数据单元添加帧头和帧尾，使之成为帧

• 帧头帧尾作用之一为帧定界

  3.2.1.2 透明传输

  数据链路层给上层交付的传输数据没有任何限制。

  (例如，上层交付数据内可以含有帧头帧尾)

重点3：实现帧同步/帧定界/透明数据传输的不同技术

1. 帧同步

   • PPP帧
     前后各含一个字节的标志字段，作用为帧定界
   • 以太网V2的MAC帧
     其物理层在MAC帧前加8字节前导码，并且规定帧间间隔时间为96比特的发送时间（不需要帧结束定界符）

2. 透明传输

   • 面向字节的数据链路：使用字节填充（或称）字符填充
     出现帧定界符或转义字符，在前面加上转义字符
   • 面向比特的数据链路：使用比特填充
     帧定界符：01111110
     操作方式：数据部分，每5个连续1，后面加1个0

HDLC采用帧头和帧尾的标志字段作为帧定界符，值为01111110。为实现”透明传输“，采用”零比特填充法“（每5个连续1，后面加1个0）

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3.2.1.3 差错检测

重点4：差错及差错控制方法：纠错码，检错码。计算CRC

3.2.2 流量控制与可靠传输

3.2.3 协议

3.2.3.1 HDLC

3.2.3.2 PPP

Point-to-Point Protocol

• 数据链路层使用最广泛的协议
• 用户使用拨号电话线接入互联网时，用户计算机和ISP进行通信所使用的数据链路层协议就是PPP协议

(1)PPP协议应满足的要求

• 简单 —— 这是首要的要求。
• 封装成帧 —— 必须规定特殊的字符作为帧定界符。
• 透明性 —— 必须保证数据传输的透明性。
• 多种网络层协议 —— 能够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 —— 能够在多种类型的链路上运行。
• 差错检测 —— 能够对接收端收到的帧进行检测，并立即丢弃有差错的帧。
• 检测连接状态 —— 能够及时自动检测出链路是否处于正常工作状态。
• 最大传送单元 —— 必须对每一种类型的点对点链路设置最大传送单元 MTU 的标准默认值，促进各种实现之间的互操作性。
• 网络层地址协商 —— 必须提供一种机制使通信的两个网络层实体能够通过协商知道或能够配置彼此的网络层地址。
• 数据压缩协商 —— 必须提供一种方法来协商使用数据压缩算法。

PPP协议不需要的功能

• 纠错
• 流量控制
• 序号
• 多点线路
• 半双工或单工链路
  来源：复习参考

(2)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

  Link Control Protocol

• 网络控制协议 NCP

  Network Control Protocol

  3.3 使用广播信道的数据链路层