数据链路层
第3章数据链路层-1
g1
g2
gr-1
R0
R1
Rr-1
信息输入端
图3.5 CRC码的编码电路
码字输出端 输出开关
3.2 差错检测与校正（续）
常用的检错码 ----循环冗余码
大于r+1的突发错误
• 若具体取r=16，则能检测出所有双错、奇数位错、突 发长度小于等于16的突发错以及1-2-15（约为99.997%） 的突发长度为17的突发错和1-2-16（约为99.998%）的
突发长度大于等于18的突发错
3.2 差错检测与校正（续）
常用的检错码 ----循环冗余码
除以G（x）的运算易于用移位寄存器和半 加器来实现
3.2 差错检测与校正（续）
传输差错的特性
➢ 噪声分类：
• 信道所固有的，持续存在的随机热噪声 • 由于外界特定的短暂原因所造成的冲击噪声
➢ 噪声比较：
• 随机错通常较少 • 冲击噪声的幅度可以相当大 ，它是传输中产生差错
的重要原因
3.2 差错检测与校正（续）
传输差错的特性
➢ 衡量一个信道质量的重要参数是误码率：
*是要求同学了解的，这些内容在本电子教案中并未讲解而是要求同学自己阅读教材。
3.1 数据链路层的功能
➢ 基本功能：
• 将物理层提供的原始的传送比特流的可能出错的物理连 接改造成为逻辑上无差错的数据链路
• 最基本的服务就是将源机器网络层来的数据可靠地传输 到相邻节点的目标机网络层
• 要完成许多特定的功能 ☆ 主要有如何将比特组合成帧（frame）； ☆ 处理传输中出现的差错； ☆ 调节发送方的发送速率不至于使较慢的接收方不能 承受，以及数据链路层连接的建立、维持和释放， 称之为链路管理。
数据链路层知识点总结
数据链路层知识点总结
嘿，朋友们！今天咱们要来聊聊超重要的数据链路层知识点啦！你知道吗，数据链路层就像是信息高速公路上的“交通指挥员”！比如说，你在网上看视频，这数据就像一辆辆车，数据链路层就是指挥它们有序行驶的交警。
它的主要功能之一就是成帧啦！这就好比把一个个信息打包成整齐的包裹，然后准确无误地送到目的地。
就像快递员给你的包裹打包一样，整整齐齐，明明白白！
差错控制也是很关键的哦！想象一下，如果信息在路上跑着跑着出错了，那不就乱套啦！所以数据链路层会认真检查，确保一切准确无误，就像是一个严格的质检员。
有一次我和朋友传文件，结果出错了，还好有它帮忙纠正，不然可就麻烦大啦！
还有流量控制呢！这不就像控制水流一样嘛，不能一下子涌出来太多，会撑爆的呀！要合理地安排数据的传输速度，不然网络就拥堵啦！比如说打游戏的时候，要是流量控制不好，那画面不得卡成幻灯片呀！“哎呀，怎么这么卡呀！”这得多烦人呀！
另外，介质访问控制也是很重要的一块哦！就好像大家在一个房间里说话，得有个规则，谁先发言，不能乱哄哄的。
网络也是这样呀，不同的设备要有序地使用网络资源。
我之前就遇到过网络很卡，后来发现是因为好多设备同时在抢资源呢！
数据链路层真的是超级重要呀！它让我们的网络世界能够顺畅运行，就像一个默默付出的幕后英雄！没有它，我们的网络生活可就要乱套啦！所以，一定要好好了解它呀，朋友们！。
数据链路层的传输方式
数据链路层的传输方式数据链路层是计算机网络体系结构中的第二层，位于物理层之上，负责将网络层传递下来的数据分割成数据帧，并通过物理介质进行传输。
数据链路层的传输方式是指在数据链路层中，数据帧是如何通过物理介质进行传输的方式。
1. 点对点传输方式：点对点传输方式是指在数据链路层中，数据帧从发送方直接传输到接收方的方式。
在点对点传输方式中，发送方和接收方之间只有一条物理链路。
这种传输方式通常用于局域网中的直连线路，如以太网。
2. 广播传输方式：广播传输方式是指在数据链路层中，数据帧从发送方通过物理介质广播到所有连接在该物理介质上的接收方的方式。
在广播传输方式中，发送方和接收方之间存在一个共享的物理链路。
这种传输方式通常用于局域网中的广播链路，如无线局域网。
3. 多点传输方式：多点传输方式是指在数据链路层中，数据帧从发送方通过物理介质传输到多个接收方的方式。
在多点传输方式中，发送方和接收方之间存在一个共享的物理链路，并且每个接收方都有一个唯一的地址。
这种传输方式通常用于广域网中的多点链路。
在实际的计算机网络中，常用的数据链路层传输方式有以太网、令牌环网和ATM等。
以太网是一种常见的局域网传输方式，采用点对点传输方式。
在以太网中，每个设备都有一个唯一的物理地址，称为MAC地址。
当一个设备要发送数据时，它会将数据封装成数据帧，并通过物理链路发送到目标设备的MAC地址。
以太网的传输速率可以达到几百兆甚至几十个千兆比特每秒。
令牌环网是一种广域网传输方式，采用多点传输方式。
在令牌环网中，数据帧按照一个固定的顺序在物理链路上传输，每个设备都有一个唯一的地址。
当一个设备要发送数据时，它需要等待一个特殊的令牌通过物理链路传输到它的位置，然后将数据封装成数据帧并发送出去。
令牌环网的传输速率通常较低，一般为几十千比特每秒。
ATM是一种广域网传输方式，采用点对点传输方式。
在ATM中，数据被分割成固定长度的小单元，称为ATM单元。
数据链路层名词解释
数据链路层名词解释
数据链路层是OSI模型中的第二层，它负责在物理层提供的物
理连接上传输数据。
数据链路层的主要任务包括两个方面，一是提
供可靠的数据传输，二是进行数据的差错检测和纠正。
在数据链路层中，数据被划分为帧（frame），每一帧包含了数
据以及必要的控制信息，比如同步信息、地址信息、差错检测码等。
这些控制信息帮助确保数据的可靠传输和接收。
数据链路层还负责
管理物理介质的访问，以便多个设备能够共享同一物理链路。
数据链路层的协议有很多，比较常见的包括以太网（Ethernet）、无线局域网（Wi-Fi）、点对点协议（PPP）等。
每
种协议都有自己的规范和特点，但它们都致力于在物理层提供的传
输介质上实现可靠的数据传输。
总的来说，数据链路层在网络通信中扮演着至关重要的角色，
它通过帧的方式将数据从一个设备传输到另一个设备，并且在传输
过程中保证数据的完整性和可靠性。
数据链路层协议
数据链路层协议数据链路层是OSI模型中的第二层，它负责为物理层提供可靠的数据传输服务，并为网络层提供无差错、有序的数据传输和网络拓扑结构控制等功能。
数据链路层协议作为数据链路层的软件实现，是计算机网络中的重要组成部分，本文将介绍数据链路层协议的相关知识。
一、数据链路层协议的概念数据链路层协议是指在数据链路层上实现的软件规范，它定义了数据在物理介质上的传输方式和控制信息的格式，以及数据帧的封装、解封装过程。
数据链路层协议可以分为两种类型，即同步型协议和异步型协议。
同步型协议使用时钟信号来同步数据的传输和接收，实现方式简单但传输效率较低；异步型协议则采用控制字符来实现数据的同步，传输效率较高，但实现复杂。
数据链路层协议的主要作用是将物理层提供的比特流按照一定的规则组织成数据帧，并加入必要的控制信息，确保数据的可靠传输。
同时，在数据链路层协议中还包括了数据链路层的上下文传递、错误检测和校正、流量控制等功能。
二、数据链路层协议的分类根据不同的标准和应用需求，数据链路层的协议可以分为多种类型。
常用的数据链路层协议有以下几种。
1. PPP协议PPP（Point-to-Point Protocol）是一种链路层协议，它是TCP/IP协议族中的标准协议。
PPP协议支持异步传输、同步传输和透明传输等不同传输方式，在一对一的点对点通信中使用广泛。
PPP协议具有较好的错误检测和纠正能力，同时还支持多种身份认证方式，如PAP、CHAP等。
2. HDLC协议HDLC（High-level Data Link Control）是一种同步传输协议，常用于传输广域网数据及电话系统中的ISDN通信。
HDLC协议可以支持点对点通信、多点通信和广播通信等多种通信方式。
它具有可靠的错误控制、流量控制和传输速率控制等功能，同时还可以实现数据的压缩和多链路传输。
3. SLIP协议SLIP（Serial Line Internet Protocol）是一种基于串口的异步传输协议，在TCP/IP网络中广泛应用。
数据链路层的定义与基本功能
数据链路层的定义与基本功能一、数据链路层基本概念1.1结点：数据链路层上的结点主要是主机和路由器。
由物理线路联接起来的两个结点，又叫相邻结点。
1.2链路：网络中两个结点之间的物理通道，链路的传输介质主要有双绞线、光纤和微波。
分为有线链路、无线链路。
1.3数据链路：两络中两个结点之间的逻辑通道，把实现控制数据传输协议的硬件和软件加到链路上就构成数据链路。
1.4帧：链路层的协议数据单元，作用是封装网络层数据报。
数据链路层的作用是负责通过一条链路从一个结点向另一个物理链路直接相连的相邻结点传送数据报。
数据链路层在物理层提供服务的基础上向网络层提供服务，其最基本的服务是将源自网络层来的数据可靠地传输到相邻节点的目标网络层。
主要作用是加强物理层传输原始比特流的功能，将物理层提供的可能出错的物理连接改造成为逻辑上无差错的数据链路，使之对网络层表现为一条无差错的链路。
二、数据链路层具备的基本功能（1）为网络层提供服务数据链路层向网络层提供三种基本功能：1、无确认无连接服务，2、有确认无连接服务，3、有确认面向连接服务。
无确认无连接服务：通常用于实时服务，或误码率比较低的通信信道。
源主机在发送数据时没有事先与目标主机建立链接，而且目的主机在收到数据时，也不需要发送确认数据，如果帧丢失，数据链路层也不负责重发，而直接交由上层处理。
有确认无连接服务：源主机在发送数据时没有事先与目标主机建立链接，但目的主机在收到数据时，必须发送确认数据帧，如果源主机在规定时间内没有收到确认数据，则源主机则重发一次数据。
这就可以提搞链路上的可靠性，一般用于无线传输。
有确认面向链接服务：源主机在发送数据时事先与目标主机建立链接，同时目的主机在收到数据时，必须发送确认数据帧。
（2）链接管理，即连接的建立、维持、释放（用于面向连接的服务）。
（3）组帧。
（4）流量控制，限制发送方的发送速度。
（5）差错控制，差错控制主要有帧错或是位错。
第三章数据链路层
定义：在星形拓扑中， 每个设备只与中心控 制器有点到点专用链 路。设备并不互相连 接。中心控制器通常 为集线器Hub。 HUB是一个共享设备，主要提供信号放大和中转 的功能，它把一个端口接收的所有信号向所有端 口分发出去。一些集线器在分发之前将弱信号加 强后重新发出，一些集线器则排列信号的时序以 提供所有端口间的同步数据通信。
连接中设备间相互关系：
对等式：设备平等地共享链路。如环形、 网状拓扑。
主从式：由一个设备控制通话而其他设备 必须通过它进行传输。如星形、树形拓扑。 总线式拓扑适合于任意一种模式。
1、Mesh Topology（网状拓扑） 定义：在网状拓扑中，设备之间实现点对点连接， 每条链路只承载所连接的两站点之 间的通信流量。
CRC是基于二进制除法的。 定义
CRC是通过在数据单元末尾附加一串循环冗余码 或循环冗余校验余数使得整个数据单元可被另一个预 定二进制数(生成函数)所整除。在传输终点，用同一 个数去除输入的数据单元。如果此时不产生余数，则 认为数据单元完全正确，接受该数据单元。有余数则 意味着该数据单元在传输过程中被破坏而拒绝该数据 单元。
余数为0， 所以码字正确。
② 因生成码共5位，所以： 冗余码有4பைடு நூலகம்，为1001 ；
信息码是：110011。
注意：
循环冗余校验CRC只能做到差错检测而不能进行 差错纠错。 循环冗余校验CRC只能做到无差错接受，即“凡 是接收端数据链路层接受的帧，都以非常接近于1的 概率认为这些帧在传输过程中没有产生差错”。 但要使传输到接收端的帧无差错、无丢失、无重 复，按发送顺序接受，就必须加上确认和重传机制。
到达接收方的数据单元首先是数据，然后是 CRC码，接收方将整个数据串(数据+CRC码)当作 一个整体去除以用来产生CRC码的同一个除数。 如果数据串无差错到达接收方，则产生余数0， 数据单元将通过校验；如果在传输中数据单元被改 变，则除法将产生非零余数，数据单元将不能通过 校验。
osi七层模型的定义和各层功能
OSI七层模型的定义和各层功能随着网络技术的不断发展，我们的生活已经离不开网络了。
而OSI七层模型是计算机网络体系结构的实质标准，它将计算机网络协议的通信功能分为七层，每一层都有着独特的功能和作用。
下面，我将以此为主题，深入探讨OSI七层模型的定义和各层功能。
1. 第一层：物理层在OSI七层模型中，物理层是最底层的一层，它主要负责传输比特流（Bit Flow）。
物理层的功能包括数据传输方式、电压标准、传输介质等。
如果物理层存在问题，整个网络都无法正常工作。
2. 第二层：数据链路层数据链路层负责对物理层传输的数据进行拆分，然后以帧的形式传输。
它的功能包括数据帧的封装、透明传输、差错检测和纠正等。
数据链路层是网络通信的基础，能够确保数据的可靠传输。
3. 第三层：网络层网络层的主要功能是为数据包选择合适的路由和进行转发。
它负责处理数据包的分组、寻址、路由选择和逻辑传输等。
网络层的存在让不同的网络之间能够互联互通，实现数据的全球传输。
4. 第四层：传输层传输层的功能是在网络中为两个端系统之间的数据传输提供可靠的连接。
它通过TCP、UDP等协议实现数据的可靠传输、分节与重组、流量控制、差错检测和纠正等。
5. 第五层：会话层会话层负责建立、管理和结束会话。
它的功能包括让在网络中的不同应用之间建立会话、同步数据传输和管理数据交换等。
6. 第六层：表示层表示层的作用是把数据转换成能被接收方识别的格式，然后进行数据的加密、压缩和解压缩等。
7. 第七层：应用层应用层是OSI模型中的最顶层，它为用户提供网络服务，包括文件传输、电流信箱、文件共享等。
应用层是用户与网络的接口，用户的各种应用软件通过应用层与网络进行通信。
OSI七层模型是计算机网络体系结构的基本标准，它将通信协议的功能划分为七层以便管理和开发。
每一层都有独特的功能和作用，共同构成了完整的网络通信体系。
只有了解并理解这些层次的功能，我们才能更好地利用网络资源，提高网络效率。
数据链路层PPT课件
3.2 点对点协议 PPP—4帧格式
先发送
首部
FAC 7E FF 03
字节 1 1 1
协议 2
IP 数据报
信息部分 不超过 1500 字节 PPP 帧
尾部
FCS
F 7E
2
1
3.2 点对点协议 PPP—4帧格式
当 PPP 用在同步传输链路时 ，采用比特填充。
在发送端，只要发现有 5 个 连续 1，则立即填入一个 0 。接收端对帧中的比特流进 行扫描。每当发现 5 个连续 1时，就把这 5 个连续 1 后 的一个 0 删除，
1. 进行串行/并行转换 2. 对数据进行缓存 3. 在计算机的操作系统安装设备驱动程序 4. 实现以太网协议
40
3.3 使用广播信道的数据链路层—概述
IP 地址
计算机
硬件地址
CPU 和 存储器
并行 通信
适配器 （网卡）
至局域网 串行通信
生成发送的数据 把帧发送到局域网 处理收到的数据 从局域网接收帧
(1) 封装成帧 (2) 透明传输 (3) 差错控制 (4)最大传送单元 (5)网络层地址协商
1. PPP 协议不需满足的需求 (1) 纠错
(2) 流量控制
3.2 点对点协议 PPP—3组成部分
PPP 协议有三个组成部分 1. 一个将 IP 数据报封装到串行链路的方法 2. 链路控制协议 LCP (Link Control Protocol) 3. 网络控制协议 NCP (Network Control Protocol)
3.2 点对点协议 PPP—1应用范围
现在全世界使用得最多的数据链路层协议是点对 点协议 PPP (Point-to-Point Protocol)。
第三章数据链路层
第三章数据链路层重点内容（⼀）数据链路层的功能（⼆）组帧（三）差错控制1、检错编码2、纠错编码（四）流量控制与可靠传输机制1、流量控制、可靠传输与滑动窗⼝机制2、停⽌-等待协议3、后退N帧协议（GBN）4、选择重传协议（SR）⼀、使⽤点对点信道的数据链路层1、数据链路和帧链路是⼀条⽆源的点到点的物理线路段，中间没有任何其他的交换结点数据链路除了物理线路外，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，就构成了数据链路常常在两个对等的数据链路层之间有⼀个数字管道，⽽在这条数字管道上传输的数据是帧2、基本问题（功能）（1）封装成帧封装成帧就是在⼀段数据的前后分别添加⾸部和尾部，这样就构成了⼀个帧。
接收端在收到物理层上交的⽐特流，就能根据⾸部和尾部的标记，从收到的⽐特流区别帧的开始和结束（⾸部和尾部还夹杂着控制信息）数据链路帧的特点数据部分的前⾯和后⾯分别添加上⾸部和尾部，构成⼀个完整的帧。
帧是数据链路层的数据传送单元。
⾸部和尾部还包括许多必要的控制信息每⼀种链路层协议都规定了所能传送的帧的数据部分长度上限——最⼤传送单元MTU⼀个控制字符SOH放在⼀个帧的最前⾯，表⽰帧的⾸部开始。
另⼀个控制字符EOT表⽰帧的结束（⼀般情况下，⾸部和尾部的长度加起来⼀般⼩于原始报⽂的长度）（2）透明传输“在数据链路层透明传输数据”表⽰⽆论什么样的⽐特组合的数据都能够通过这个数据链路层链路采⽤字节填充法，来确保上⽅情况的发⽣（3）差错检测传输错误的⽐特占所传输⽐特总数的⽐率称为误码率BER。
例如，误码率为10的负⼗次⽅时，表⽰平均每传送10的⼗次⽅个⽐特就会出现⼀个⽐特的差错在计算机⽹络传输数据时，必须采⽤各种差错检测措施。
⽬的在数据链路层⼴泛使⽤了循环冗余校验技术（CRC）CRC①在发送端，先把数据划分组，假定每组k个⽐特。
现假定待传送的数据M=1010001101（k=10）。
CRC运算就是在数据M的后⾯添加供差错检验⽤的冗余吗，然后构成⼀个帧发送出去，⼀共发送（k+n）位设n=5，P=110101（P是除数），模2运算的结果是：Q=1101010110余数R=01110将余数R作为冗余码添加在数据M的后⾯发送出去，即发送的数据是101000110101110，或2的n次⽅乘以M+R在数据后⾯添加上的冗余码称为帧检验序列FCS循环冗余检验CRC和帧检验序列FCS并不等同CRC是⼀种常⽤的检错⽅法，⽽FCS是添加在数据后⾯的冗余码FCS可以⽤CRC这种⽅法得出，但CRC并⾮⽤来获得到FCS的唯⼀⽅法②在接收端把接收到的数据以帧为单位进⾏CRC检验：把收到的每⼀个帧都除以同样的除数P（摸2运算），然后检验得到的余数R③在接收端对收到的每⼀帧经过CRC检验后，有以下两种情况：（a）若得出的余数R=0，则判定这个帧没有差错，就接受（b）若余数R≠0，则判定这个帧有差错，（但⽆法确定究竟是哪⼀位或哪⼏位出现了差错），就丢弃仅⽤循环冗余检验CRC差错检测技术只能做到⽆差错接受“⽆差错接受”是指：“凡是接受的帧（不包括丢弃的帧），我们都能以⾮常接近于1的概率认为这些帧在传输过程中没有产⽣差错”。
三、数据链路层
三、数据链路层内容摘要：数据链路层协议有很多，但有三个基本问题是共同的：封装成帧、透明传输、差错检测数据链路层主要分两种：点对点信道：使⽤PPP协议⼴播信道：使⽤CSMA/CD协议使⽤⼴播信道的数据链路层——局域⽹使⽤⼴播信道的以太⽹——以太⽹在局域⽹⾥占有绝对优势，⼏乎成了局域⽹的同义词适配器、转发器、集线器、⽹桥、以太⽹交换机点对点和⼴播信道的结合——使⽤以太⽹进⾏宽带接⼊需要先知道的⼀些名词和概念：链路：两点之间的物理线路（可以是有线也可以是⽆线）数据链路：链路+协议⽹络适配器：通过其中的软件和硬件来实现数据链路上的协议。
⼀般的适配器都包括了物理层和数据链路层的功能路由器在转发分组时使⽤的协议栈只有下⾯三层。
（不⼀定，当路由器之间交换路由信息时，根据所使⽤的路由协议的不同，也可能需要使⽤运输层协议，见4.5节）数据链路层的三个基本问题封装成帧发送端对IP数据报添加⾸部和尾部，封装成帧⾸部+尾部的作⽤就是帧定界，指明从哪到哪是⼀个完整的帧。
接收端根据帧定界符丢弃不完整帧帧的构成：⾸部+尾部+IP数据报（帧的数据部分）各种数据链路层协议都对帧的⾸部和帧的尾部格式有明确的规定，还都规定了各⾃的最⼤传送单元 MTU（帧数据部分的最⼤长度）透明传输透明表⽰⼀个实际存在的事物看起来却好像不存在⼀样（例如玻璃）ASCLL码7位编码，⼀共128个不同的编码，可打印的95个，不可打印的33个SOH(00000001)和EOT(00000100)是帧的⾸尾定界符，都占有8bit，⽽ASCLL码7bit。
当帧是⽤⽂本⽂件（ASCLL码）组成的时候，不管从键盘上输⼊什么字符，都会通过这个数据链路层，仿佛是透明的⼀样。
但是图像⽂件等不保证不会出现SOH和EOT所以可能会出现阻碍（数据传输错误），解决办法是加转义字符ESC（00011011），这种⽅法称为“字节填充”或“字符填充”差错检测传输差错：①帧丢失②帧重复③帧失序⽐特差错：现实通信链路中，⽐特在传输时会出现，0变1，1变0。
数据链路层知识点概况
数据链路层知识点概况嘿，朋友们！今天咱来聊聊数据链路层呀！这数据链路层就好比是交通系统中的一段路，它负责把数据从一个地方安全可靠地送到另一个地方呢。
你想想看，数据就像一辆辆小汽车，在网络这个大“公路”上跑。
数据链路层呢，就是给这些小汽车规划好路线，确保它们能顺利到达目的地，而且还不能出事故。
要是没有它，那这些数据小汽车不就乱套啦，到处乱跑，那可不行呀！它有好多重要的任务呢！比如说，它要给数据加上一些“标签”，就像给小汽车贴上牌照一样，这样才能知道这些数据是从哪里来，要到哪里去。
它还要检查数据有没有出错，就像交警检查小汽车有没有故障一样。
如果有错误，它就得想办法修正，不然接收方收到错误的数据，那不就糟糕啦！而且哦，数据链路层还有个很厉害的本事，就是能把大数据分成小块，就像把一个大包裹拆分成小包裹一样。
这样一来，传输起来就更方便、更高效啦。
等数据到了目的地，它再把这些小包裹重新组合起来，变回原来的大数据。
这多神奇呀！就像我们平时寄快递，数据链路层就是负责把我们要寄的东西包装好，贴上地址标签，然后通过各种渠道送到对方手里。
如果中间出了问题，它还得负责解决呢。
你说要是没有数据链路层，这网络世界得乱成啥样呀？那肯定到处都是数据混乱、出错，就像马路上没有交通规则一样，那可太可怕啦！所以呀，数据链路层可真是太重要啦！它就像一个默默工作的小卫士，守护着网络世界的秩序和稳定。
我们平时上网、聊天、看视频，可都离不开它的功劳呢！我们得好好感谢它呀！大家可别小看了这数据链路层哦，它虽然不起眼，但作用可大着呢！它让我们的网络生活变得更加顺畅、更加可靠。
就像我们生活中的那些平凡而伟大的人一样，虽然不引人注目，但却默默地为我们付出。
现在想想，我们每天都在享受着数据链路层带来的便利，却很少有人知道它的存在。
这是不是有点像我们身边那些默默付出的人呢？我们是不是应该多关注一下这些“幕后英雄”呀？总之呢，数据链路层就是网络世界中非常重要的一部分，没有它可不行呀！大家以后再上网的时候，可别忘了它哦！。
一、简述数据链路层的主要设备及工作原理
数据链路层是OSI模型中的第二层，主要负责数据在物理介质上的传输和管理，其设备主要包括网卡、交换机和网桥等。
数据链路层的工作原理是通过建立逻辑连接、网络帧的封装和解封装、流量控制、错误检测和纠正等方式来保证数据的可靠传输。
1. 网卡网卡是计算机与局域网或广域网相连的接口设备，负责将计算机内部的数据转换成适合在网络上传输的格式，并将其发送到网络上。
网卡在数据链路层中起到了物理层与数据链路层之间的桥梁作用，能够收发数据帧，并且能够根据数据链路层的要求进行数据封装和解封装。
2. 交换机交换机是用于在局域网中传输数据的设备，能够根据MAC位置区域进行数据包的转发，将数据包从一个端口转发到另一个端口。
交换机在数据链路层中实现了逻辑连接的建立和维护，可以根据MAC位置区域来确定数据包的转发路径，同时还能够实现数据包的流量控制和错误检测。
3. 网桥网桥是用于连接两个局域网的设备，用于将两个相连的网络进行逻辑上的“桥接”，使之成为一个逻辑上的网络。
网桥在数据链路层中起到了网桥的作用，能够实现两个局域网之间的数据帧的透明转发，同时还能够进行流量控制和错误检测。
数据链路层设备的工作原理主要包括：1. 建立逻辑连接数据链路层设备通过建立逻辑连接来确保数据的可靠传输。
例如交换机会根据MAC位置区域建立转发表，以便确定数据包的转发路径。
网桥则会根据MAC位置区域进行数据包的转发。
2. 数据帧的封装和解封装数据链路层设备会将网络层的IP数据报封装成数据帧，添加MAC位置区域等信息，以便在物理介质上的传输。
接收端的数据链路层设备会将接收到的数据帧进行解封装，将数据传递给网络层。
3. 流量控制数据链路层设备能够实现数据的流量控制，以防止数据的丢失和阻塞。
例如交换机通过缓存和转发的方式来控制数据包的流量，以保证网络的正常运行。
4. 错误检测和纠正数据链路层设备会通过校验和、CRC校验等方式来检测数据传输过程中的错误，并在出现错误时进行相应的纠正或重传。
数据链路层的通俗理解
数据链路层的通俗理解
嘿，咱来说说数据链路层是啥呗。
有一回啊，我给朋友寄信。
我写好信，装进信封，写上地址，贴上邮票，然后把信投进邮筒。
这就有点像数据链路层的工作呢。
你想啊，数据在网络里传输，就像信在邮政系统里传递一样。
数据链路层呢，就是负责在两个节点之间可靠地传输数据。
就像邮差负责把信从一个地方送到另一个地方。
比如说，我把信投进邮筒后，邮差会把信收集起来，然后按照地址送到下一个邮局。
在这个过程中，邮差要保证信不会丢，不会被弄坏。
数据链路层也是这样，要保证数据在传输过程中不会出错，不会丢失。
在网络里，数据链路层会把数据分成一个个小的数据包，就像把一封信分成几页纸一样。
然后给每个数据包加上一些信息，比如源地址、目的地址啥的。
这样接收方就能知道这个数据包是从哪里来的，要到哪里去。
就像邮差看到信封上的地址，就知道要把信送到哪里去。
而且，如果在传输过程中出了问题，数据链路层还能检测到错误，然后重新
发送数据包。
就像邮差发现信丢了或者坏了，会回去找或者通知寄信人重新寄一封。
所以啊，数据链路层就像是网络世界里的邮差，负责把数据安全、可靠地从一个地方送到另一个地方。
嘿嘿。
数据链路层笔记
数据链路层笔记
知识点框架：
- 数据链路层的基本概念和功能
- 数据链路层的协议
- 差错控制
- 流量控制
思维：
- 理解数据链路层如何在物理层之上提供可靠的数据传输，以及其工作原理和机制。
- 关注老师对于协议分析和推理的过程。
重难点：
- 差错控制方法的理解与应用（重点，用红笔标注）
- 流量控制的算法和实现（难点，用蓝笔标注）
易错点：
- 不同协议的细节和容易混淆的地方（易错点，用黄笔标注）
补充点：
- 实际应用中数据链路层的案例和问题
- 相关技术的最新发展和趋势
自己的总结和思考：
- 对数据链路层在网络体系结构中的作用有更清晰的认识。
- 思考如何将所学知识与其他层更好地结合和理解。
第03章数据链路层
B
t
A
t TD
RTT TD + RTT + TA
TD U TD RTT T A
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2. 连续ARQ协议
连续ARQ协议的工作原理就是在发送完一个数据
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，
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数据链路层的两个子层
为了使数据链路层能更好地适应多种局域网标准， 802 委员会就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)子层 媒体接入控制 MAC (Medium Access Control)子层。 与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，不管采用何种传输媒体对 LLC 子层来说都是透明的。
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接收端对收到的每一帧进行 CRC 检验
接收端对收到的每一帧进行 CRC 检验后，可能出现 两种情况： (1) 若得出的余数 R = 0，则判定这个帧没有差错， 就接受(accept)。 (2) 若余数 R 0，则判定这个帧有差错，就丢弃。
这种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 出现检测不到的差错的概率就很小很小。
（4）每收到对一个帧的确认，发送窗口就向前(即 向右方)滑动一个帧的位置。
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20
接收窗口的规则很简单，归纳如下： （1）只有当收到的帧的序号与接收窗口一致时才 能接收该帧。否则，就丢弃它。 （2）每收到一个序号正确的帧，接收窗口就向前 (即向右方)滑动一个帧的位置。同时向发送端发送对该 帧的确认。
第3章数据链路层
教
程
计 算 机 网 络
数据链路层的主要功能：
（1）链路管理 数据链路的建立、维持和释放 （2）帧同步 接收方从比特流中能区分帧开始与结束 （3）流量控制(flow control)发送方的发送速率必须是接收 方来得及接收
第 3 章 数 据 链 路 层
（4）差错控制
前向纠错：采用纠错编码（卫星通信） 差错检测：采用检错编码（CRC） （5）将数据和控制信息区分开 （6）透明传输：对传输的数据没有限制 （7）寻址
停止等待协议的算法
在发送结点： （1）从主机取一个数据帧。 （2）V(S)←0。 {发送状态变量初始化} （3）N(S)←V(S)； {将发送状态变量的数值写入 发送序号} 将数据帧送交发送缓存。 （4）将发送缓存中的数据帧发送出去。 （5）设置超时计时器。 {选择适当的超时重传 时间tout } 第 3 章 数 据 链 路 层
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6、字符填充法: 发送方在可能产生争议的DLE位串之前再增加一 个转义字符（DLE），如 DLE DLE SOH；接收方每 接收到两个连续的DLE则丢弃其中的一个DLE
第 3 章 数 据 链 路 层
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第 3 章 数 据 链 路 层
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第 3 章 数 据 链 路 层
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5、字符的转义： 在控制字符之前增加一个转义字符（DLE）,防 止数据的二义性。BSC主要支持字符数据的传输，也 可以支持二进制数据传输，但二进制数据时必须被组 合，例如：七位形成一个位组。由于二进制位组合的 随机性，可能出现等同控制字符组的位串（例如： DLE SOH),为了保证数据的透明性（即数据中允许任 意的二进制数据），同时保证这些等同控制字符组的 位串不会导致控制的混乱，BSC采用了字符转义的方 法——字符填充法。 第 3 章 数 据 链 路 层
计算机网络原理——数据链路层
– 发送方发送一块数据后， 就停止发送动作，开始计时， 等待接收方的反馈结果。 – 接收方对收到的数据进行校验，并根据校验的结果向 发送方作出肯定确认或否定确认。 – 当发送方收到“正确”的确认(ACK)之后，继续发送 后继数据块； – 如果发送方收到“否定”确认(NAK) ，或者计时器超 时，重新传送本数据块。
数据链路层
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4.1.3 流量控制功能
• 目的：防止接收方发生数据溢出而控制发 送方发送数据的速率 • 主要方法：停—等流控、滑动窗口流控来自数据链路层12
4.1.4 链路管理功能
• 主要功能：帧序号的初始化、建立连接、 维护连接、重置连接、释放连接等
数据链路层
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4.2 差错控制
• • • • 4.2.1 差错检测 目的：发现和纠正接收到的数据的差错 产生差错的原因：噪声 突发长度：从突发错误发生的第一码元到 有错的最后一个码元间所有的码元数，称 该突发错的突发长度。
节 点
帧
帧
节 点
数据链路层
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帧的一般结构
对于不同的通信环境或不同的通信协议， “帧”的格 式亦不尽相同。
F 帧 标志 A 地址 字段 C 控制 字段 D 数据字段 FCS 校验 字段 F 帧 标志
“帧”分为面向字符型和面向比特型两类。前者由ASCII字 符构成（IBM BSC协议）；后者由任意比特构成，更为灵 活和高效（HDLC）。
数据链路层
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数据通信中的实际情况
发送的数据
0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0
信号
噪音
信号+噪音
阈值
采样时钟 接收的数据
0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0
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选择题1. PPP协议是协议。
A. 物理层B. 数据链路层C. 网络层D. 高层2. 数据在传输过程中出现差错的主要原因是A. 突发错B. 计算错C. CRC错D. 随机错3. 数据链路层的功能是A. 线路控制B. 流量控制C. 差错控制D. 以上都是4. 下列产品中是在OSI模型的数据链路层进行互连的。
A. 中继器B. 路由器C. 网关D. 网桥5. 以下对PPP协议的说法中错误的是A. 具有差错控制功能B. 仅支持IP协议C. 支持动态分配IP地址D. 支持身份验证6. 以太网的协议标准是A. IEEE802.3B. IEEE802.4C. IEEE802.5D. IEEE802.67. 不属于数据链路层协议考虑的范畴A. 控制对物理传输介质的访问B. 相邻节点之间的可靠传输C. 为终端节点隐蔽物理传输的细节D. 定义数据格式8. HDLC帧格式中标志序列（F）是A. 11111111B. 11111110C. 011111111D. 011111109. 曼彻斯特编码和4B/5B编码的效率分别是A. 100%和100%B. 50%和80%C. 80%和50%D. 50%和50%10. 采用串行线路连接到网络时，如果希望能够支持动态分配IP地址，那么数据链路协议应该采用协议。
A. SLIPB. PPPC. HDLCD. SDIC11. 下面协议包括CSMA/CD，令牌总线和令牌环。
A. IEEE801B. IEEE802C. IEEE803D. IEEE80412. IEEE802.3标准采用A. 截断二进制指数退避和1-坚持算法的CSMA媒体访问控制方法B. 截断二进制指数退避和0-坚持算法的CSMA媒体访问控制方法C. 截断二进制指数退避和1-坚持算法的CSMA/CD媒体访问控制方法D. 截断二进制指数退避和0-坚持算法的CSMA/CD媒体访问控制方法13. 采用星型拓扑的10Mbps基带双绞线以太网可以表示为A. 10Base-5B. 10Base-2C. 10Base-TD. 100Base-T14. 以太网采用的发送策略是A. 站点可随时发送，仅在发送后检测冲突B. 站点在发送前需侦听信道，只在信道空闲时发送C. 站点采用带冲突检测的CSMA协议进行发送D. 站点在获得令牌后发送15. 在不同网络之间实现数据帧的存储转发，并在数据链路层进行协议转换的网络互联器称为A. 转换器B. 路由器C. 网桥D. 中继器16. 最准确地描述了循环冗余检查的特征。
A. 逐个地检查每一个字符B. 能够查出99%以上的错误C. 不能够查出有偶数个位出错的差错D. 不如纵向冗余检查可靠17. 下列协议中，使用带位填充的首尾标志法组帧。
A. DDCMPB. HDLCC. BSCD. SLIP18. BSC被看成是的数据链路层协议。
A. 面向位的DDCMPB. 面向字节计数的C. 面向字符的D. 面向分组的19. 以下关于误码率的描述中，是错误的。
A. 误码率是衡量数据传输系统正常工作状态下传输可靠性的参数B. 对于一个实际的数据传输系统，要求的误码率越低，传输系统设备的造价就越高C. 实际应用中数据传输系统的误码率可以达到零D. 在实际测量一个数据传输系统时，只有被测量的传输二进制码元数越多，才会越接近真正的误码率的值。
20. 二进制比特在数据传输系统中被传错的概率称为A. 纠错率B. 误码率C. 最小数据传输速率D. 最大数据传输速率21. 为了避免传输中帧的消失，数据链路层采用的是A. 发送帧编上序号B. 循环冗余编码C. 海明码D. 计时器超时重发22. 在面向字符型协议的BSC的10个传输控制字符中，用于询问的是A. SOHB. ACKC. ENQD. EXT23. 下列协议中不属于TCP/IP协议族中的是A. ICMPB. TCPC. DNSD. HDLC24. HDLC常用的操作方式中，传输过程既能由主站启动又能由从站启动的是A. 异步平衡方式B. 非平衡异步响应模式C. 非平衡正常响应模式D. A、B、C都可以25. HDLC常用的操作方式中，只能由主站启动的是A. 异步平衡方式B. 非平衡异步响应模式C. 非平衡正常响应模式D. A、B、C都可以26. 下列属于循环冗余校验所具有的特征的是A. 逐个校验每一个字符B. 能查出任意奇数个比特出错的差错C. 查不出偶数个比特的差错D. 没有奇偶校验可靠27. 采用HDLC传输比特串011111111000001，位填充后输出为A. 0101111111000001B. 0111110111000001C. 0111101111000001D. 011111101100000128. 根据下面滑动窗口状态，可以看出通信双方所处的状态是A.发送方发送0号帧，接收方准备接收0号帧B.发送方发送1号帧，接收方收完0号帧C.发送方发送0号帧，接收方准备接收1号帧D.发送方发送1号帧，接收方接收完1号帧29. 在选择重传协议（SR ）中，当帧的序号字段为3bit ，且接收窗口与发送窗口尺寸相同，发送窗口的最大尺寸为A. 2B. 4C. 6D. 830. 下列协议中，不会发生碰撞的是A. TDMB. ALOHAC. CSMAD. CSMA/CD31. 在监听到信道忙时，仍然继续监听下去，直到信道空闲为止。
采用该种方式的CSMA 协议称为A. 1-坚持型CSMAB. 坚持型CSMAC. p-坚持型CSMAD. 非坚持型CSMA32. 在以太网中，实现“给帧加序号”功能的层次是A. 物理层B. 介质访问控制子层MACC. 逻辑链路控制子层LLCD. 网络层33. 以太网中，在第5次碰撞之后，一个节点选择的K 值为4的概率是A. 1/8B. 1/16C. 1/32D. 1/6434. 在某CSMA/CA 网络上，计算机A 有1个2时槽的帧间间隔，计算机B 的帧间间隔是6时槽，计算机C 的帧间间隔是4时槽，则具有最高优先级的设备是A. 计算机AB. 计算机BC. 计算机CD. CSMA/CA 中不能分配优先级35. 在同一局域网上的两个设备具有相同的静态MAC 地址时，其结果是A. 首次引导的设备使用该地址，第二个设备不能通信B. 最后引导的设备使用该地址，第一个设备不能通信C. 这两个设备都不能正确通信D. 两个设备都可以正确通信36. 10BaseT 网络采用的传输介质是A. 双绞线B. 同轴电缆C. 光纤D. 微波37. 下列不能分割碰撞域的设备是A. 集线器B. 交换机C. 路由器D. 网桥38. 对于由交换机连接起来的10Mbit/s 的共享式以太网，若共有10个用户，则每个用户能够占有的带宽为A. 1Mbit/sB. 2Mbit/sC. 10Mbit/sD. 100Mbit/s39. 数据链路层必须执行：链路管理、帧传输、流量控制与 等功能。
A. 流量控制B. 面向连接确认服务C. 差错控制D. 面向字符型40. 在通信过程中产生的传输差错是由随机差错与 共同组成的。
A. 字节差错B. 连接差错C. 突发差错D. 字符差错41. 下属协议中， 不是链路层的标准。
A. ICMPB. BSCC. PPPD. SLIP42. HDLC 协议中通常使用的成帧方法是A. 字符计数法B. 字符填充法C. 比特填充法D. 物理层编码违例法43. 3比特连续ARQ 协议，发送窗口的最大值为A. 2B. 3C. 7D. 8注：当用n 个比特进行编号时，若接收窗口大小为1，则只有在发送窗口的大小12-≤n TW 时，连续ARQ 协议才能正确运行。
44. 计算机接入Internet 时，可以通过公共电话网进行连接。
以这种方式连接并连接时分配到一个临时性IP 地址的用户，通常使用的是A. 拨号连接仿真终端协议B. 经过局域网连接的方式C. SLIP/PPP 协议连接方式D. 经分组网连接的方式45. 数据链路层协议是A. 为终端结点隐蔽物理拓扑的细节B. 定义数据格式C. 控制对物理传输介质的访问D. 提供端到端的可靠性传输46. 下列哪一个产品是在OSI的数据链路层进行互连的A. 中继器B. 路由器C. 网关D. 网桥47. 采用串行线路连接到网络时，如果希望能够支持动态分配IP地址，那么数据链路协议应该采用协议。
A. SLIPB. PPPC. HDLCD. SDLC48. HDLC协议的帧结构由起始标志字段、地址字段、控制字段、信息字段、字段和结束标志字段六大部分组成。
A. 起始B. 逻辑C. 说明D. 帧校验序列49. 同步协议分为面向字符的同步协议、和面向字节计数的同步协议三种同步协议。
A. 面向数组的同步协议B. 面向比特的同步协议C. 面向帧的同步协议D. 面向报文的同步协议50. 最常用的差错检测方法有奇偶校验和等。
A. 海明码B. 纠错码C. 循环冗余码D. 归零码51. 在10BASE-T的以太网中，使用双绞线作为传输介质，最大的网段长度是A. 2000mB. 500mC. 185mD. 100m52. 支撑树算法被用于A. IEEE 802.1DB. IEEE 802.3C. IEEE 802.4D. IEEE 802.553. FDDI采用的物理拓扑结构是A. 光纤总线B. 光纤双总线C. 光纤环型D. 光纤双环型54. IEEE802.11系列协议是的技术标准。
A. 宽带局域网B. 光纤局域网C. 无线局域网D. 无线广域网55. 虚拟局域网的技术基础是技术。
A. 带宽分配B. 路由C. 冲突检测D. 交换56. 网络接口卡的基本功能包括：数据转换、通信服务和A. 数据传输B. 数据缓存C. 数据服务D. 数据共享57. 对局域网来说，网络控制的核心是A. 工作站B. 网卡C. 网络服务器D. 网络互连设备58. 网络操作系统为网络用户提供了两级接口：网络编程接口和A. 传输层接口B. 操作命令接口C. NETBOIS接口 C. socket接口59. IEEE 802.3标准规定，若采用同轴电缆作为传输介质，在无中继的情况下，同轴电缆的最大长度不能超过A. 500mB. 200mC. 100mD. 50m60. 大多数情况，星型网络拓扑结构比总线网络所用电缆总长要A. 长B. 短C. 相同D. 不一定61. 通常使用命令来测试本地主机的TCP/IP配置是否正确，测试地址为。
A. ipconfigB. pingC. tracertD. RouteA. 127.255.255.255.B. 127.0.0.0C. 127.0.0.1D. 12.0.0.162. 网络独立于协议，网桥最高层为数据链路层。