计算机络—数据链路层

字符计数法
字符（节）填充法
零比特填充法
违规编码法

四、透明传输

透明传输是指不管所传数据是什么样的比特组合，都应当能够在链路上传送。因此，链路层就 “看不见” 有什么妨碍数据传输的东西。
当所传输数据中的比特组合恰巧与某一个控制信息完全一样时，就必须采取适当的措施，使接收方不会将这样的数据误认为是某种控制信息。这样才能保证数据链路层的传输时透明的。

1.字符计数法

帧首部使用一个计数字段（第一个字节，八位）来表明帧内字符数。

3.零比特填充法

五、数据链路层的差错控制

2.可靠传输

发送端发什么，接收端就接收什么。

七、停止等待协议

1.为什么要有停止等待协议/h2>

除了比特出差错，底层信道还会出现丢包问题。丢包：物理线路故障、设备故障、病毒攻击、路由信息错误等原因，会导致数据包的丢失。

为了实现流量控制。

2.停止等待协议的应用情况

无差错情况和有差错情况。

3.停止等待协议—无差错情况

ACK丢失

5.停止等待协议性能分析

八、后退N帧协议（GBN）

1.后退N帧协议的滑动窗口

3.GBN接收方要做的事

5.GBN协议重点：

累计确认。
接收方只按顺序接收帧，不按序无情丢弃。
确认序列最大的、按序到达的帧。
发送窗口最大为2^n-1，接收窗口大小为1。

6.GPN协议的性能分析

九、选择重传协议（SR）

1.选择重传协议的滑动窗口

5.SR协议重点

对数据帧逐一确认，收一个确认一个。
只重传出错的帧。
接收方有缓存。
最大发送窗口 = 最大接收窗口 = 2^(n-1)，n为用n为bit编帧的序（帧的序的二进制位数）。

十、信道划分介质访问控制

1.传输数据使用的两种链路

点对点链路
两个相邻结点通过一个链路相连，没有第三者。
应用：PPP协议，常用于广域。
广播式链路
所有主机共享通信介质。
应用：早期的总线以太、无线局域，常用于局域。
典型拓扑结构：总线型、星型（逻辑总线型）。

2.介质访问控制

介质访问控制的内容：采取一定的措施，使得两结点之间的通信不会发生相互干扰的情况。

频分多路复用（FDM）

用户在分配到一定的频带后，在通信过程中自始至终都占用这个频带。频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽（频率带宽，单位为Hz）资源。

改进的时分复用—统计时分复用（STDM）

码分多路复用（CDM）

码分多址（CDMA）是码分复用的一种方式。
多址处理的是动态分配信道给用户。这在用户仅仅短暂性地占用信道的应用中是必须的，而所有的移动通信系统基本上都是属于这种情况。相反，在信道永久性地分配给用户的应用中，多址是不需要的（对于无线广播或电视广播站就是这样）。

码分复用的每一个用户可以在同样的时间使用同样的频带进行通信。
由于各用户使用经过特殊挑选的不同码型，因此各用户之间不会造成干扰。

在CDMA中，每一个比特时间再划分为m个短的间隔，称为码片。
使用CDMA的每一个站被指派一个唯一的 m bit 码片序列。

一个站如果要发送比特1，则发送它自己的 m bit 码片序列。

冲突如何检测/h3>

如果发生冲突，接收方就会检测出差错，然后不予确认，发送方在一定时间内收不到确认就判断发生了冲突。

冲突如何解决/h3>

超时后等一随机时间再重传。

2、时隙ALOHA协议

**思想：（控制想发就发的随意性）**把时间分成若干个相同的时间片，所有用户在时间片开始的时刻同步接入络信道，若发生冲突，则必须等到下一个时间片开始时刻再发送。

1. 1-坚持CSMA

坚持指的是对于监听到信道忙之后的继续监听。
思想： 如果一个主机要发送消息，那么他先监听信道。如果信道空闲则直接传输，不必等待；如果信道忙则一直监听，直到空闲马上传输。如果有冲突（一段时间内问收到肯定回复），则等待一个随机长的时间再监听，重复上述过程。
优点： 只要媒体空闲，站点就马上发送，避免了媒体利用率的损失。
缺点： 假如有两个或两个以上的站点有数据要发送，冲突就不可避免。

2.非坚持CSMA

非坚持指的是对于监听到信道忙之后就不继续监听。
思想： 如果一个主机要发送消息，那么他先监听信道。如果信道空闲则直接传输，不必等待；如果信道忙则等待一个随机的时间之后再进行监听。
优点： 采用随机的重发延迟时间可以减少冲突发生的可能性。
缺点： 可能存在大家都在延迟等待过程中，使得媒体仍可能处于空闲状态，媒体使用率降低。

3.P-坚持CSMA

P-坚持指的是对于监听信道空闲的处理。
思想： 如果一个主机要发送消息，那么他先监听信道。如果信道空闲则以 p 概率直接传输，概率 1-p 等待带下一个时间片（时间槽）再传输；如果信道忙则等待一个随机的时间之后再进行监听。
优点： 既能像非坚持算法那样减少冲突，又能像1-坚持算法那样减少媒体的空闲时间。
缺点： 发生冲突后还是要坚持把数据帧发送完，造成了浪费。

4.三种SCSMA的对比

CD： 碰撞检测（冲突检测），边发送边监听，适配器边发送数据边监测信道上信电压的变化情况，以便判断自己在发送数据时其他站是否也在发送数据。（半双工络）

2.最小帧长问题

帧的传输时延至少要两倍于信在总线中的传播时延。

十五、轮询访问介质访问控制

既要不产生冲突，又要发送时占全部带宽。

1.轮询协议

主结点轮流邀请从属结点发送数据。

存在的问题：

轮询开销
等待延迟
单点故障

2.令牌传递协议

应用于令牌环（物理上星型拓扑结构，逻辑上环形拓扑结构）。
采用令牌传送方式的络常用于负载较重、通信量较大的络中。
令牌： 一个特殊格式的MAC（介质访问控制）控制帧，不包含任何信息。控制信道的使用，确保同一时刻只有一个结点独占信道。
每个结点都可以在一定的时间内（令牌持有时间）获得发送数据的权利，并不是无限制地持有令牌。
存在的问题：

令牌开销
等待延迟
单点故障

十六、无线局域

1.有固定基础设施无线局域

十七、以太

以太是基带总线局域规范，是当今现有局域采用的最通用的通信协议标准。以太使用CSMA/CD（载波监听多路访问及冲突检测）技术。
以太在局域各种技术中占统治性地位的原因：

造价低廉。
是应用最广泛的局域技术。
比令牌环、ATM 便宜，简单。
满足络速率要求：10Mb/s~10Gb/s。

以太的两个标准（满足一个就是以太）：

DIX Ethernet V2：第一个局域产品（以太）规约。
IEEE 802。3：IEEE 802委员会802.3工作组指定的第一个IEEE的以太标准。（帧格式有一丢丢改动）

1.以太提供无连接、不可靠服务

无连接：发送方和接收方之间发送数据之前不用事先建立连接。
不可靠：不对发送方的数据帧编，接收方向发送方进行确认，差错帧直接丢弃，差错纠正由高层负责。
以太只实现无差错接收，不实现可靠传输。

2.以太传输介质与拓扑结构的发展

传输介质：

3. 10BASE-T以太

10BASE-T是传送基带信（数字信）的双绞线以太，T表示采用双绞线，现10BASE-T采用的是无屏蔽双绞线（UTP），传输速率是10Mb/s。

5.以太的MAC帧

十八、PPP协议和HDLC协议

1.广域

PPP协议无需满足的要求

PPP协议的状态图

3.HDLC协议

只支持全双工链路。
高级数据链路控制（HDLC），是一个在同步上传输数据、面向比特的数据链路层协议。
数据文可透明传输，用于实现透明传输的“0比特插入法”易于硬件实现。
所有帧采用CRC检验，对信息帧进行顺序编，可防止漏收或重份，传输可靠性高。

HDLC的站

4.PPP协议和HDLC协议的异同

相同点：

十九、数据链路层设备

数据链路层扩展以太

1. 桥

桥根据MAC帧的目的地址对帧进行转发和过滤。当桥收到一个帧时，并不向所有接口转发此帧，而是先检查此帧的目的MAC地址，然后再确定该帧转发到哪一个接口，或者是把它丢弃（即过滤）。

桥分类——源路由桥

源路由桥：在发送帧时，把详细的最佳路由信息（路由最少/时间最短）放在帧的首部中。
方法：源站以广播方式向欲通信的目的地发送一个发现帧。

2.多接口桥——以太交换机

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