計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈路層

1、數(shù)據(jù)鏈路層使用的信道類型：

        點(diǎn)對(duì)點(diǎn)信道（1對(duì)1）

        廣播信道（1對(duì)多），如：集線器、交換機(jī)

2、鏈路與數(shù)據(jù)鏈路：

        鏈路：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的物理線路段，中間無(wú)任何其他交換結(jié)點(diǎn)

        數(shù)據(jù)鏈路：通信協(xié)議 + 軟件 + 硬件（一般用適配器即網(wǎng)卡來(lái)實(shí)現(xiàn)這些協(xié)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(shù)據(jù)鏈路層要解決的3個(gè)基本問(wèn)題：

        封裝成幀：幀頭尾用于界定幀

        透明傳輸：發(fā)送前用轉(zhuǎn)義字符（ESC）插入到數(shù)據(jù)包中包含的幀頭、尾相同字符

        差錯(cuò)檢測(cè)：接收端用循環(huán)冗余檢測(cè)（CRC）技術(shù)計(jì)算無(wú)余數(shù)時(shí)，才接收，否則拋棄

                        （幀檢驗(yàn)系列冗余碼FCS）

4、PPP協(xié)議（P2P協(xié)議，廣域網(wǎng)使用）：

        1）3個(gè)組成部分：

            高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議（HDLP）：可用于異步串行或同步串行介質(zhì)；

            鏈路控制協(xié)議（LCP）：建立并維護(hù)數(shù)據(jù)鏈路連接；

            網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議（NCP）：允許在點(diǎn)到點(diǎn)連接上使用多層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

        2）協(xié)議幀格式：

            標(biāo)志字段 F = 0x7E

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

            控制字段 C 通常置為 0x03。

            協(xié)議字段：

            0x0021 — PPP 幀的信息字段就是IP 數(shù)據(jù)報(bào)。

            0xC021 — 信息字段是 PPP 鏈路控制數(shù)據(jù)。

            0x8021 — 表示這是網(wǎng)絡(luò)控制數(shù)據(jù)。

            0xC023 — 信息字段是安全性認(rèn)證PAP。

            0xC025 — 信息字段是LQR。

            0xC223 — 信息字段是安全性認(rèn)證CHAP。              

            注意：PPP 是面向字節(jié)的，所有的 PPP 幀的長(zhǎng)度都是整數(shù)字節(jié)。

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

        4）PPP協(xié)議之所以不使用序號(hào)和確認(rèn)機(jī)制是出于以下的考慮：

            在數(shù)據(jù)鏈路層出現(xiàn)差錯(cuò)的概率不大時(shí)，使用比較簡(jiǎn)單的 PPP 協(xié)議較為合理；

            在因特網(wǎng)環(huán)境下，PPP 的信息字段放入的數(shù)據(jù)是 IP 數(shù)據(jù)報(bào)。數(shù)據(jù)鏈路層的可靠傳輸并不能夠保證網(wǎng)絡(luò)層的傳輸也是可靠的；

            幀檢驗(yàn)序列 FCS 字段可保證無(wú)差錯(cuò)接收。

        5）撥號(hào)上網(wǎng)的過(guò)程：

            撥號(hào)接入ISP -> 

            路由器的調(diào)制解調(diào)器對(duì)撥號(hào)做出確認(rèn)，并建立一條物理連接 -> 

            PC機(jī)向路由器發(fā)送一序列的LCP分組（封裝成多個(gè)PPP幀）-> 

            NCP給新接入的PC機(jī)分配一個(gè)臨時(shí)的IP地址，是PC機(jī)接入internet -> 

            通信完畢時(shí)，NCP釋放網(wǎng)絡(luò)層連接，收回原來(lái)分配出去的IP地址 -> 

            LCP釋放數(shù)據(jù)鏈路層連接 -> 

            釋放物理層連接

    5、局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：

        以太網(wǎng)：

            載波監(jiān)聽(tīng)（CSMA/CD）：

                多點(diǎn)接入：多個(gè)計(jì)算機(jī)以多點(diǎn)接入的方式連接在一根總線上；

                載波監(jiān)聽(tīng)：每一個(gè)站在發(fā)送數(shù)據(jù)之前先要檢測(cè)一下總線上是否有其他計(jì)算機(jī)在發(fā)送數(shù)據(jù)。如果有，暫不發(fā)送數(shù)據(jù)，避免發(fā)生碰撞。

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

    6、MAC地址：

        組成：48位2進(jìn)制 = 24位廠家標(biāo)識(shí) + 24位廠家內(nèi)唯一標(biāo)識(shí)

        MAC幀格式：

        MAC幀最小間隔為9.6微妙，相當(dāng)于96bit的發(fā)送時(shí)間。

        關(guān)于PPP幀與MAC幀的區(qū)別：

            ppp屬于廣域網(wǎng)范疇，MAC是局域網(wǎng)范疇。ppp是點(diǎn)到點(diǎn)協(xié)議，邏輯上相連的就一臺(tái)設(shè)備，因此不需要尋址。

    7、工具：

        網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠M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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)課程所作的筆記。