数据链路层的笔记来着

数据链路层的基本概念链路（link）是一条无源的点到点的物理线路段，中间没有任务其它的交换结点。

一条链路只是一条通路的一个组成部分。

数据链路（data link）除了物理线路外，还必须有通信协议来控制这些数据的传输，若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。

现在最常用的方法是使用适配器（即网卡）来实现这些协议的硬和软件一般的适配器都包括了数据链路层和物理层这两层的功能数据链路层的数字管道上传输的数单位是帧。

数据链路层的主要功能链路管理：链路的建立、维持和释放帧定界：帧同步、成帧流量控制：使收方来得及接收差错控制：前向纠错、差错检测将数据和控制信息区分开：帧内区分透明传输：能传输所有数据寻址：保证每一帧能送到正的目的站停止等待协议：在发送结点：从主机取一个数据帧然后将数据帧送到数据链路层的发送缓存，将发送缓存中的数据帧发送出去，等待接收方的接收确认信息。

接收结点：等待接收发送方发送来的数据帧，将其放入接收缓存中，将接收缓存中的数据帧上交主机，给发送方回复确认信息。

解决非重复帧的问题：让每一个数据帧带上不同的发送序号，每发送一个新的数据帧就把它发发送序号加1.最简单的情况是用一个比特来发送，即0和1交替发送，以区分是否有重复帧。

循环冗余检（Cyclic Redundancy Check）在数据链路层传输时，通常用循环冗余检验来检验数帧是否出错。

冗余码的算：用二进制的模2运算进2n乘M的运算，这相当于在M后面添加N个0 得到（k+n）bit的数除以事先选定好的长度为（n+1）bit的数P，得出商Q而余数是R，余数R比除数P至少要少1bit.CRC循环冗余检验中：X n表示帧较验序列FCS：在数据后面添加上的冗余码称为帧检验序列FCS（Frame Check Sequence）循环冗余检验CRC并不完全为检测出差错：只要得出的余数R除二进制数据比特串不为0，就表示检测到了差错CRC检测方法并不能确定究竟是哪一个或哪几个比特出现了差错。

只要经过严格的挑选，并使用位数足够多的除数P，那么其误检率极小停止等待协议的算法：这里不使用否认帧（实用的数据链路层协议大都是这样的），而且确认帧帧带有序号N。

按照习惯的表示法ACKn表示‘第n-1号帧已经收到，现在期望收到第n号帧。

实用的CRC检验器都是用硬件完成的。

CRC检验器能够自动丢弃检测到的出错帧，因此所谓的（丢弃出错帧）对上层软年或用户来说都是感觉不到的。

发送端对出错的数据帧进行重传也是自动进行的，因而这种差错控制体制常简称为ARQ （Automatic Repeat Request）连续ARQ协议的工作原理：在发送完一个数据帧后，不是停下来等待确认帧，而是可以连续再发送若干个数据帧。

如果这时收到了接收端发来的确认帧，那么还可以发送数据帧，每发送一个数据帧时都要设置该置该的超时计时器。

如果在所设置的超时时间内收到确认帧，那么就将该计时器清零。

连续ARQ问题：未被确认的帧太多时，有一帧出错刚重传多对大量数数据帧编号开销大滑动窗口对连续ARQ中将已发送但未被多确认的数据帧的数目限制发送端和接收端分别设定发送窗口和接收窗口发送窗口用来对发送端进行流量控制发送窗口的大小WT代表在还没有收到对方确认信息的情况下发送端最多可以发送多少个数据帧。

接收端设置接收窗口：在接收端只有当收到的数据帧的发送序号落入接收窗口内才被充许接收该数据帧。

若接收到的数据帧落在接收窗口之外，则一律将其丢弃。

滑动窗口的重要特性：只有在接收窗口和向前滑动时（与此同时也发送了确认），发送窗口才有可能向前掌滑动。

当发送窗口和接收窗口的大小都等于1时，就是停止等待协议。

发送窗口的最大值：当用n个经特进行编号时，若接收窗口的大小为1，则只有在发送窗口的大小Wt《=2N-1时，连续ARQ协议才能正确运行。

信道利用率：由于每个数据帧都必须一定的控制信息（如帧的序号、地址、同步信息以及其他的一些控制信息），所以即使连续不停地发送数据帧，信道利用率（即扣除全部的控制信息后的数据率与信道容量之比）也不可能达到100%当出现差错时，数据帧的不断重传也会使信道利用率降低。

选择重传ARQ协议：可加大接收窗口，先收下发送序号不连续但仍处在接收窗口中的那些数据帧。

等到所缺序号的数据帧收到后再一并送交主机。

先择重传ARQ协议可避免重复传送那些本业已经正确到到达接收端的数据帧。

但我们付出的代价是在接收端要设置具有相当容量的缓存空间。

对于选择重传ARQ协议，若用N比特进行编号，则接收窗口的最大值受下式的约束。

WR<=2N/2最佳帧长：卫星的传插时延：270MS面向比特的链路控制规程HDLC协议概述：1974年，IBM推出了面向比特的规程SFLC（S Synchronous Data Link Control)后来ISO把SDLC修改后称为高级数据链路控制HDLC （High-level Data Link Control）,作为国际标准ISO3309.国际为GB7496.CCITT则将HDLC再修改后称为链路接入规程LAP（Link Access Procedure）.不久HDLC 的新版本又把LAP修改为LAPB“B”表示平衡型（Balanced），所以LAPB叫做链路接入规程（平衡型）。

非平衡配置：由一个主站（primary station）控制整个链路的工作。

主站发出的帧中命令（command）。

受控的各站叫做受控站。

只有主站才能发起向次站的数据传输，次站只有在主站向发送命令帧进行探询（poolling,软询）时，才能以向应帧的形式回答主站。

平衡配置：链路两端的两个站都是复合站（combined station）。

复合站同是具有主站与次站的功能，每个复合站都可以发出命令和响应。

零比特的直译与删除：HDLC采用零比特直译法使一帧中两个F字段之间不会出现6个连续的1在发送端，当一串比特流数据中有5个连续1时，就立即填入一个0，在接收帧时，先找到F字段以确定帧的边界。

接着再对比特流进行扫描。

每当发现5个1时，就将其后的一个0标志字段F（Flag）为6个连续的1再在两边各加一个0总共8比特。

透明传输：采用零比特直译法就可以传送任意组合的比特流，或者说，就可实现数据链路层的透明传输，当连续传输两个帧时，前一个帧的结束标字段F可以兼作后一帧的起始标志字段。

当暂时没有信息传送时，可以连续发送标志字段，可以使发送端和接收端保持同步。

其它字段：地址字段A就是8bit。

帧检验序列FCS字段共16bit.采用的生成多项式是CRC-CCITT（X16+X12+X5+1）所检验的范围是从地址字段的第一个比特起，到信息字段的最末一个比特为止。

控制字段：控制字段C共8bit，是最复杂的字段。

HDLC的许多重要功能都靠控制字段来实现。

控制字段分为信息帧I（Information）监督帧S（Supervisory）无编号帧U（Unnumbered）（N(R)-1）mod8帧以及在这以前的各帧都已经正确无误地收到了。

捎带确认。

P/F是探询/终止（POLL/Final）比特，简称P/F比特。

主站为1表示要求对方立即发送响应，确认帧为1表示数据发送完毕。

PPP协议的工作原理：现在全世界使用最多的数据链路层协议是点对点协议PPP （Point-to-point protocol）用户使用拨号电话线接入因特网时，一般都是用PPP协议PPP协议已成为因特网的正式标准RFC 1661PPP协议有三个组成部分：1、一个次IP数据报封装到串行链路的方法.IP数据报受最大接收单元MRU（Ｍaximum Receive Unit）限制.MRU的默认值为1500.2、链路控制协议LCP（Link Cortrol Protocol）.建立、配置和测试数据链路连接。

3、网络控制协议NCP（Network Control Protocol）若为0x0021,则信息字段是IP数据报。

若为0xC021,则信息字段是PPP链路控制数据若为0x8021，则信息字段是网络控制数据当PPP用在同步传输时，采用硬件填充来完成字符填充。

当PPP用在异步传输时采用特殊的字符填充法。

字符填充法:将信息字段中的每一个0x7E字节转变为2字节局域网局域网最主要的特点是：网络为一个单位所拥有，且地理范围和站点数目均有限。

其优点：能方便地共享昂贵的外部设备、主机以及软件、数据。

从一个站点可访问全网。

便于系统的扩展和逐渐地演变，各设备的位置可灵活调整和改变。

提高了系统的可靠、可用性和残存性。

环形网：总线网：其可以使用两种协议，传统以太网使用的CSMA/CD（演进为星形网）令牌传递总线网，物理上是总线，逻辑上是令牌环树形网：总线型的一种变形。

传统以太网（2.94Mb/s,10Mb/s）快速以太网（100Mb/s）吉比特以太网（1Gb/s）10吉比特以太风（10Gb/s）双绞线:1-2Mb/s , 10Mb/s, 100Mb/s ,1 Gb/s50同轴电缆：10Mb/s75同轴电缆：几百Mb/s光纤：10 Mb/s，100 Mb/s，1 Gb/s，10 Gb/s媒体共享技术：1、青态划分信道：频分复用，时分复用，波分复用，码分复用。

用户只要得到了信道就不会和别的用户发生冲突2、动态媒体接入控制多点接入（muliple access）,信道没有固定分配给用户，随机接入：用户随机发送信息，可能发生碰撞受控接入：受控用户不能发送信息，应用：令牌网，多点线路控询（proll）以太网的工作原理：以太网的两个标准，网卡的作用，以太网的信道利用率。

以太网的工作原理：以太网的两个标准，网卡的作用，CSMA/CD的作用，争用期1、以太网的两个标准：1、1980年9月，以太网规约的第一个版本DIX V1（10Mb/s2、1982年DIX V２３、１９８３年IEEE的８０２.３标准数据链路层的两个子层：将局域网的数据链路层拆成两个子层：逻辑链路控制LLC（Logical link Control）媒体接入控制MAC（Medium Access Control）接入到传输媒体有关的内容都放在MAC子层，而LLC子层则与传输媒体无关，不管采用何种协议的局域网对LLC子层来说都是透明的。

网络接口板又称为通信适配器（adapter）或网络接口卡，NIC（Network interface Card）,或“网卡”、网卡的重要功能：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种序，实现以太网协议。

CSMA/CD:Carrier Sense Multiple Access With Collision DetectionCSMA/CD:协调总线上各计算机的工作，在同一时间只充许一台计算机发送信息，否则就会互相干扰，结果大家都无法发送数据。