計算機網絡數據鏈路層

1、數據鏈路層使用的信道類型：

        點對點信道（1對1）

        廣播信道（1對多），如：集線器、交換機

2、鏈路與數據鏈路：

        鏈路：點對點的物理線路段，中間無任何其他交換結點

        數據鏈路：通信協議 + 軟件 + 硬件（一般用適配器即網卡來實現這些協議的軟硬件，一般的適配器都包含了鏈路層和物理層這兩層的功能）

3、數據鏈路層要解決的3個基本問題：

        封裝成幀：幀頭尾用于界定幀

        透明傳輸：發送前用轉義字符（ESC）插入到數據包中包含的幀頭、尾相同字符

        差錯檢測：接收端用循環冗余檢測（CRC）技術計算無余數時，才接收，否則拋棄

                        （幀檢驗系列冗余碼FCS）

4、PPP協議（P2P協議，廣域網使用）：

        1）3個組成部分：

            高級數據鏈路層協議（HDLP）：可用于異步串行或同步串行介質；

            鏈路控制協議（LCP）：建立并維護數據鏈路連接；

            網絡控制協議（NCP）：允許在點到點連接上使用多層網絡協議。

        2）協議幀格式：

            標志字段 F = 0x7E

            地址字段 A 只置為 0xFF。地址字段實際上并不起作用。

            控制字段 C 通常置為 0x03。

            協議字段：

            0x0021 — PPP 幀的信息字段就是IP 數據報。

            0xC021 — 信息字段是 PPP 鏈路控制數據。

            0x8021 — 表示這是網絡控制數據。

            0xC023 — 信息字段是安全性認證PAP。

            0xC025 — 信息字段是LQR。

            0xC223 — 信息字段是安全性認證CHAP。              

            注意：PPP 是面向字節的，所有的 PPP 幀的長度都是整數字節。

        3）零比特填充方法（ppp協議用在SONET/SDH鏈路時）

        4）PPP協議之所以不使用序號和確認機制是出于以下的考慮：

            在數據鏈路層出現差錯的概率不大時，使用比較簡單的 PPP 協議較為合理；

            在因特網環境下，PPP 的信息字段放入的數據是 IP 數據報。數據鏈路層的可靠傳輸并不能夠保證網絡層的傳輸也是可靠的；

            幀檢驗序列 FCS 字段可保證無差錯接收。

        5）撥號上網的過程：

            撥號接入ISP -> 

            路由器的調制解調器對撥號做出確認，并建立一條物理連接 -> 

            PC機向路由器發送一序列的LCP分組（封裝成多個PPP幀）-> 

            NCP給新接入的PC機分配一個臨時的IP地址，是PC機接入internet -> 

            通信完畢時，NCP釋放網絡層連接，收回原來分配出去的IP地址 -> 

            LCP釋放數據鏈路層連接 -> 

            釋放物理層連接

    5、局域網拓撲結構：

        以太網：

            載波監聽（CSMA/CD）：

                多點接入：多個計算機以多點接入的方式連接在一根總線上；

                載波監聽：每一個站在發送數據之前先要檢測一下總線上是否有其他計算機在發送數據。如果有，暫不發送數據，避免發生碰撞。

                注意：使用 CSMA/CD 協議的以太網不能進行全雙工通信而只能進行雙向交替通信（半雙工通信）。

    6、MAC地址：

        組成：48位2進制 = 24位廠家標識 + 24位廠家內唯一標識

        MAC幀格式：

        MAC幀最小間隔為9.6微妙，相當于96bit的發送時間。

        關于PPP幀與MAC幀的區別：

            ppp屬于廣域網范疇，MAC是局域網范疇。ppp是點到點協議，邏輯上相連的就一臺設備，因此不需要尋址。

    7、工具：

        網絡拓撲模擬軟件：Cisco Packet Tracer

        抓包工具：Eethereal + WinPcap

注：這一系列文章為觀看韓立剛老師的計算機網絡基礎課程所作的筆記。