《计算机 络》第三章 数据链路层笔记（上）

文章目录

• 3.0 数据链路层简介
• • 3.0.1 数据链路层使用的信道
  • 3.0.1 数据链路层的简单模型
• 3.1 使用点对点信道的数据链路层
• • 3.1.1 数据链路和帧
  • • 1、基本概念
    • 2、数据链路层传送的是帧
    • 3、数据链路层的功能概述
  • 3.1.2 三个基本问题
  • • 1、封装成桢
    • 2、 透明传输
    • 3、差错控制
    • • （1）差错从何而来
      • （2）数据链路层的差错控制
      • （3）检错编码——奇偶校验码
      • （4）检错编码——CRC循环冗余检验的
      • （5）冗余码FCS的计算
      • （6）CRC检验
      • （7）检错编码——海明码（汉明码）
• 3.2 点对点协议 PPP
• • 3.2.1 PPP 协议的特点
  • • 1、PPP 协议应满足的需求
    • 2. PPP 协议需要的功能
    • 3、PPP协议的组成
  • 3.2.2 PPP 协议的帧格式
  • • 1、透明传输问题
    • 2、字符填充
    • 3、零比特填充
    • 4、 不提供使用序 和确认的可靠传输
  • 3.2.3 PPP 协议的工作状态

3.0 数据链路层简介

3.0.1 数据链路层使用的信道

• 点对点信道。这种信道使用一对一的点对点通信方式。
  应用：PPP协议，常用于广域 。
• 广播信道。这种信道使用一对多的广播通信方式，因此过程比较复杂。广播信道上连接的主机很多，因此必须使用专用的共享信道协议来协调这些主机的数据发送。
  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）

3.0.1 数据链路层的简单模型

3、数据链路层的功能概述

解决透明传输问题

字节填充:

• 发送端的数据链路层在数据中出现控制字符“SOH”或“EOT”的前面插入一个转义字符“ESC”(其十六进制编码是 1B)。
• 接收端的数据链路层在将数据送往 络层之前删除插入的转义字符。

（2）数据链路层的差错控制

（4）检错编码——CRC循环冗余检验的

在数据链路层传送的帧中，广泛使用了循环冗余检验 CRC 的检错技术。在发送端，先把数据划分为组。假定每组 k 个比特。 假设待传送的一组数据 M = 101001（现在 k = 6）。我们在 M 的后面再添加供差错检测用的 n 位冗余码（称为帧检验序列FCS）一起发送。

（5）冗余码FCS的计算

1、PPP 协议应满足的需求

• 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 络层协议 —— 能够在同一条物理链路上同时支持多种 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。
• 络层地址协商 —— 必须提供一种机制使通信的两个 络层实体能够通过协商知道或能够配置彼此的 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。

2. PPP 协议需要的功能

• 纠错
• 流量控制
• 序
• 多点线路
• 半双工或单工链路

3、PPP协议的组成

• 一个将 IP 数据 封装到串行链路的方法。
• 链路控制协议 LCP (Link Control Protocol)：建立并维护数据链路连接。

4、 不提供使用序 和确认的可靠传输

PPP 协议之所以不使用序 和确认机制是出于以下的考虑：

• 在数据链路层出现差错的概率不大时，使用比较简单的 PPP 协议较为合理。
• 在因特 环境下，PPP 的信息字段放入的数据是 IP 数据 。数据链路层的可靠传输并不能够保证 络层的传输也是可靠的。
• 帧检验序列 FCS 字段可保证无差错接受。

3.2.3 PPP 协议的工作状态

• 当用户拨 接入 ISP 时，路由器的调制解调器对拨 做出确认，并建立一条物理连接。
• PC 机向路由器发送一系列的 LCP 分组（封装成多个 PPP 帧）。
• 这些分组及其响应选择一些 PPP 参数，并进行 络层配置，NCP 给新接入的 PC 机分配一个临时的 IP 地址，使 PC 机成为因特 上的一个主机。
• 通信完毕时，NCP 释放 络层连接，收回原来分配出去的 IP 地址。接着，LCP 释放数据链路层连接。最后释放的是物理层的连接。
• 可见，PPP 协议已不是纯粹的数据链路层的协议，它还包含了物理层和 络层的内容。
  

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