数据链路层-复习笔记

数据链路层

主要内容为：

1.点对点信道和广播信道的特点，两信道所使用的CSMA-CD协议以及PPP协议特点。

2.数据链路层三个基本问题：封装成帧，透明传输，差错检测。

3.以太网MAC地址

链路和数据链路

链路是指一个节点到相邻节点的物理线路，中间没有任何交换节点。

数据链路是指软件加上硬件部分，包含了物理线路和使用的相关协议。

三个基本问题

封装成帧

将网络层的数据报加上一个帧首部和一个帧尾部，同时网络层传下来的数据有限制，不能超过最大传送单元(MTU)。

透明传输

数据能够不管数据链路层的物理结构，直接按照原样传到接受方。

那么传的数据有帧尾部的这样的定界符怎么办？

答案就是字节填充，即使用转义字符，发送端将数据中出现的帧头部或尾部定界符添加上一个转义字符，而接受端接受以后则删除这个转义字符即可。

差错检验

使用最广泛的还是循环冗余检验(Cyclic Redundancy Check)，具体看书。得到的余数就是帧检验序列(Frame Check Sequence)。

可靠传输：编号，确认和重传

点对点协议PPP（简略）

封装成帧

透明传输

PPP协议的组成：PPP帧

字节填充（上面已有）

零比特填充：发送端将IP数据包连续出现5个1的后面补上0，接受端则会将5个1后面出现的0删除。

载波监听多点接入/碰撞检测（CSMA/CD）

多点接入：很多计算机通过多点接入方式连接在同一根总线上。

载波监听：也可以说“边发送边监听”，不管在发送数据前或者发送数据中，都要不停地监听信道是否空闲。

碰撞检测：适配器会检测信道电压的变化，若发生了冲突，信号电压则会变大（互相叠加）。

端到端的传播时延就是两倍总线的端到端的往返传播时延，也可以叫做争用期。

使用CSMA/CD协议的以太网是半双工通信，只能够发送和接收，不能同时发送和接收。

以太网的硬件地址

硬件地址也叫MAC地址或物理地址，48位，具有唯一性。

MAC帧的格式

6字节源地址+6字节目的地址+2字节类型，表示上一层网络层使用的协议+IP数据报+4字节FCS（帧检验序列）

以太网交换机一般都是全双工的工作方式

重点：以太网交换机自学习功能

需要注意的点就是，以太网交换机的表项有老化时间，超过此时间表项会被清除。

先查表 >>> 如果此MAC地址的表项存在，就按表转发，并更新此表项

​ >>> 如果不存在，则向除发送端口外的各个端口进行广播，并记录下发送端口的表项

虚拟局域网（VLAN）

作用：有效隔离了广播域，就是：别总是影响我，我不想听到这些消息。还有就是：我发送消息，但是我只希望指定的人接受到。

将以太网Mac帧中加入4字节的VLAN标签