文章目录
- 3.0 数据链路层简介
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- 3.0.1 数据链路层使用的信道
- 3.0.1 数据链路层的简单模型
- 3.1 使用点对点信道的数据链路层
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- 3.1.1 数据链路和帧
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- 1、基本概念
- 2、数据链路层传送的是帧
- 3、数据链路层的功能概述
- 3.1.2 三个基本问题
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- 1、封装成桢
- 2、 透明传输
- 3、差错控制
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- （1）差错从何而来
- （2）数据链路层的差错控制
- （3）检错编码——奇偶校验码
- （4）检错编码——CRC循环冗余检验的
- （5）冗余码FCS的计算
- （6）CRC检验
- （7）检错编码——海明码（汉明码）
- 3.2 点对点协议 PPP
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- 3.2.1 PPP 协议的特点
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- 1、PPP 协议应满足的需求
- 2. PPP 协议需要的功能
- 3、PPP协议的组成
- 3.2.2 PPP 协议的帧格式
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- 1、透明传输问题
- 2、字符填充
- 3、零比特填充
- 4、 不提供使用序号和确认的可靠传输
- 3.2.3 PPP 协议的工作状态
3.0 数据链路层简介
3.0.1 数据链路层使用的信道
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点对点信道。这种信道使用一对一的点对点通信方式。
应用：PPP协议，常用于广域网。 -
广播信道。这种信道使用一对多的广播通信方式，因此过程比较复杂。广播信道上连接的主机很多，因此必须使用专用的共享信道协议来协调这些主机的数据发送。
应用：早期的总线以太网、无线局域网、常用于局域网。
典型拓扑结构：总线型、星型（逻辑总线型）
3.0.1 数据链路层的简单模型
3、数据链路层的功能概述
用控制字符进行帧定界的方法举例
当数据是由可打印的 ASCII 码组成的文本文件时，帧定界可以使用特殊的帧定界符。
控制字符 SOH (Start Of Header) 放在一帧的最前面，表示帧的首部开始。另一个控制字符 EOT (End Of Transmission) 表示帧的结束。
解决透明传输问题
字节填充:
- 发送端的数据链路层在数据中出现控制字符“SOH”或“EOT”的前面插入一个转义字符“ESC”(其十六进制编码是 1B)。
- 接收端的数据链路层在将数据送往网络层之前删除插入的转义字符。
- 如果转义字符也出现在数据当中，那么应在转义字符前面插入一个转义字符 ESC。当接收端收到连续的两个转义字符时，就删除其中前面的一个。
（2）数据链路层的差错控制
（4）检错编码——CRC循环冗余检验的
在数据链路层传送的帧中，广泛使用了循环冗余检验 CRC 的检错技术。在发送端，先把数据划分为组。假定每组 k 个比特。 假设待传送的一组数据 M = 101001（现在 k = 6）。我们在 M 的后面再添加供差错检测用的 n 位冗余码（称为帧检验序列FCS）一起发送。
（5）冗余码FCS的计算
1、PPP 协议应满足的需求
- 简单 —— 这是首要的要求。
- 封装成帧 —— 必须规定特殊的字符作为帧定界符。
- 透明性 —— 必须保证数据传输的透明性。
- 多种网络层协议 —— 能够在同一条物理链路上同时支持多种网络层协议。
- 多种类型链路 —— 能够在多种类型的链路上运行。
- 差错检测 —— 能够对接收端收到的帧进行检测，并立即丢弃有差错的帧。
- 检测连接状态 —— 能够及时自动检测出链路是否处于正常工作状态。
- 最大传送单元 —— 必须对每一种类型的点对点链路设置最大传送单元 MTU 的标准默认值，促进 各种实现之间的互操作性。
- 网络层地址协商 —— 必须提供一种机制使通信的两个网络层实体能够通过协商知道或能够配置彼此的网络层地址。
- 数据压缩协商 —— 必须提供一种方法来协商使用数据压缩算法。
2. PPP 协议需要的功能
- 纠错
- 流量控制
- 序号
- 多点线路
- 半双工或单工链路
3、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 (Link Control Protocol)：建立并维护数据链路连接。
- 网络控制协议 NCP (Network Control Protocol)：PPP可支持多种网络层协议，每个不同的网络层协议都要一个相应的NCP来配置，为网络协议建立和配置逻辑连接。
ppp协议的状态图
4、 不提供使用序号和确认的可靠传输
PPP 协议之所以不使用序号和确认机制是出于以下的考虑：
- 在数据链路层出现差错的概率不大时，使用比较简单的 PPP 协议较为合理。
- 在因特网环境下，PPP 的信息字段放入的数据是 IP 数据报。数据链路层的可靠传输并不能够保证网络层的传输也是可靠的。
- 帧检验序列 FCS 字段可保证无差错接受。
3.2.3 PPP 协议的工作状态
- 当用户拨号接入 ISP 时，路由器的调制解调器对拨号做出确认，并建立一条物理连接。
- PC 机向路由器发送一系列的 LCP 分组（封装成多个 PPP 帧）。
- 这些分组及其响应选择一些 PPP 参数，并进行网络层配置，NCP 给新接入的 PC 机分配一个临时的 IP 地址，使 PC 机成为因特网上的一个主机。
- 通信完毕时，NCP 释放网络层连接，收回原来分配出去的 IP 地址。接着，LCP 释放数据链路层连接。最后释放的是物理层的连接。
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可见，PPP 协议已不是纯粹的数据链路层的协议，它还包含了物理层和网络层的内容。
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来源：土狗1990
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