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计算机网络 第3章 数据链路层 第 3 章 数据链路层 3.1 使用点对点信道的数据链路层 3.1.1 数据链路和帧 3.1.2 三个基本问题 3.2 点对点协议 PPP 3.2.1 PPP 协议的特点 3.2.2 PPP 协议的帧格式 3.2.3 PPP 协议的工作状态 3.3 使用广播信道的数据链路层 3.3.1 局域网的数据链路层 3.3.2 CSMA/CD 协议 3.4 使用广播信道的以太网 3.4.1 使用集线器的星形拓扑 3.4.2 以太网的信道利用率 3.4.3 以太网的 MAC 层 3.5 扩展的以太网 3.5.1 在物理层扩展以太网 3.5.2 在数据链路层扩展以太网 3.6 高速以太网 3.6.1 100BASE-T 以太网 3.6.2 吉比特以太网 3.6.3 10 吉比特以太网 3.6.4 使用高速以太网进行宽带接入 3.7 其他类型的高速局域网接口 数据链路层的作用位置 数据链路层的简单模型 数据链路层的功能 数据链路层向网络层提供的功能特性： 1. 封装成帧 封装成帧(framing)： 将上层(网络层)交下来的数据包按照所采用协议分别添加首部和尾部协议控制信息，构成了一个帧。 2. 帧同步（定界） 3. 透明传输 解决透明传输的方法 字节填充(byte stuffing)或字符填充(character stuffing)技术： 用一些特定的字符来定界一帧的起始与终止，为了不使数据信息位中与特定字符相同的字符被误判为帧的首尾定界符，可以在数据帧中填充一个转义控制字符。 4. 差错检验与控制 传输差错：通过通信信道后发生帧损坏、丢失和重复问题。 差错检验：通过某种机制发现数据通信过程中的差错的方法和机制。 例：在帧的尾部添加的称为帧检验序列 FCS (Frame Check Sequence) 差错检测冗余码编码方法：奇偶校验码、校验和码、循环冗余码等 差错控制：把差错限制在尽可能小的允许范围内的技术和方法。 差错控制的基本方式： 反馈纠错（ARQ-自动请求重传）：信源采用某种能发现一定程度传输差错的编码方法对所传信息进行校验码计算，并将校验码一并传输。在接收端则根据编码方法将收到的信息进行校验计算，检测出有错码时，即向发信端发出询问，要求重发。信源收到询问，立即重发已发生传输差错的信息，直到正确收到为止。 前向纠错（FEC）：信源采用某种在解码时能纠正一定程度传输差错的的编码方法，使接收端在收到信息中不仅能发现错码，还能够纠正错码。 混合纠错：少量纠错在接收端自动纠正，差错较严重，超出自行纠正能力时，就向信源发出询问信号，要求重发。 无差错接受，有差错丢弃：接收端检测出无错码时接受，否则丢弃信息 5.流量控制 流量：接收方收到的来自发送方的数据。 流量控制：防止高速发送数据把低速接收“淹没”。即，使用某种反馈机制，使发方了解收方的当前处理能力，限制发送方发送速度使发送速率不能超过接收方处理速率的一种机制。 信道类型与数据链路 点对点信道：常是WAN结点间的通信通道 建立的信道以点到点的方式端接两个通信实体，可进行一对一的通信，基于点对点信道的数据链路有其功能特性。 3.2 点对点协议 PPP 3.2.1 PPP 协议的特点 PPP是主机、路由器等通过DDN、ISDN、 PSTN、xDSL 、SDH、微波点到点链路 、卫星点到点链路等物理层异步或同步信道建立数据链路的典型解决方案，通用性较高。可以支持多种网络层协议。 PPP 协议的三个主要组件及其功能 用于点对点链路上封装数据报成帧的协议，帧格式以HDLC为基础，做了少量的改动 。 用于启动、检测、协商配置和关闭数据链路连接的链路控制协议 (LCP)。 用于建立和配置各种网络层协议的一组网络控制协议 (NCP) 3.2.2 PPP 协议的帧格式 PPP 帧格式的协议字段(域) PPP 协议字段(域),指示数据净荷字段的分组类型 首位以0开始的是针对网络层协议分组。 例如：当协议字段为 0x0021 时，PPP 帧的数据字段就是IP 数据报。 首位以1开始的是针对链路层和网络层的协商/控制协议分组。 例如：当协议字段为 0xC021,PPP 帧的数据净荷字段是 PPP 链路控制协议 （LCP）数据。 若协议字段为 0x8021,PPP 帧的数据净荷字段是PPP网络控制协议（NCP）数据。 PPP的透明传输问题 PPP 用在异步传输链路时，使用