数据链路层

计算机网络的总结，包括使用点对点信道的数据链路层、点对点协议PPP、使用广播信道的数据链路层、高速以太网(100BASE-T 以太网)等内容。

第三章（数据链路层）

• 使用点对点信道的数据链路层
  • 数据链路和帧
    • 数据链路=链路+协议
    • 帧：数据链路层的数据单位
  • 三个基本问题
    • 分装成帧
      • 帧开始符SOH
      • 帧结束符EOT
    • 透明传输
      • 字节填充或字符填充
        • 转义字符ESC
    • 差错控制
      • 循环冗余检验 CRC
      • 帧检验序列FCS
• 点对点协议 PPP
  • PPP协议的特点
    • PPP 协议应满足的需求
      • 简单
      • 分装成帧
      • 透明性
      • 多种网络层协议
      • 多种类型链路
      • 差错检测
      • 检测连接状态
      • 最大传送单元
      • 网络层地址协商
      • 数据压缩协商
    • PPP 协议的组成
      • 一个将 IP 数据报封装到串行链路的方法
      • 链路控制协议 LCP
      • 网络控制协议 NCP
  • PPP协议的帧格式
    • 首部和尾部
    • 透明传输问题
      • 异步：字符填充法
      • 同步：零比特填充法（只要发现有 5 个连续 1，则立即填入一个 0）
    • 差错控制
      • 尾部FCS字段
  • PPP协议的工作状态
    • 第一阶段
    • 第二阶段
    • 第三阶段
    • 第四阶段
    • 第五阶段
• 使用广播信道的数据链路层
  • 局域网的数据链路层
    • 拓扑结构
      • 总线型
      • 环型
      • 星型
      • 网状
    • 广播信道的特殊问题
      • 信道争用
      • 身份标识
  • CSMA/CD协议
    • 含义
      • 载波监听多点接入 / 碰撞检测
    • 要点
      • 先听后发；边听边发；冲突停发；随机重发
        • 二进制指数退避算法
        • 最短有效帧长
        • 强化碰撞
        • 帧间最小间隔
    • 以太网的信道利用率
      • α=以太网单程端到端时延与帧的发送时间 T0 之比
  • MAC地址
    • 48位（组织唯一标识符和扩展唯一标识符）
    • I/G位
      • 单站地址、多播地址、广播地址
    • G/L位
      • 全球管理、本地管理
    • 帧格式
      • DIX Ethernet V2 标准
        • 目的地址（6）
        • 源地址（6）
        • 类型（2）
        • 数据（46-1500）
        • FCS（4）
      • IEEE 的 802.3 标准
    • 无效的MAC帧
      • 数据字段的长度与长度字段的值不一致
      • 帧的长度不是整数个字节
      • 用收到的帧检验序列 FCS 查出有差错
      • 数据字段的长度不在 46 ~ 1500 字节之间
      • 有效的 MAC 帧长度为 64 ~ 1518 字节之间
    • 适配器的作用
      • 进行串行/并行转换
      • 对数据进行缓存
      • 在计算机的操作系统安装设备驱动程序
      • 实现以太网协议（封装-发送-地址检查-接收-有效判断-校验）
  • 以太网的信道利用率
    • α=以太网单程端到端时延与帧的发送时间 T0 之比
• 高速以太网（100BASE-T 以太网 ）
• 扩展的以太网
  • 在物理层扩展以太网：集线器
  • 在数据链路层扩展以太网：网桥、交换机
    • 自学习算法建立交换表
    • 采用以太网交换机的星形结构：以太网交换机不使用共享总线，没有碰撞问题，不使用 CSMA/CD 协议，而是以全双工方式工作。但仍然采用以太网的帧结构
  • 虚拟局域网