第3章 数据链路层

王道学习

考纲内容

（一）数据链路层的功能
（二）组帧
（三）差错控制
           检错编码；纠错编码
（四）流量控制与可靠传输机制
           流量控制、可靠传输与滑动窗口机制；停止-等待协议；后退N帧协议(GBN)；选择重传协议(SR)
（五）介质访问控制
           1、信道划分：频分复用、时分复用、波分复用、码分复用
           2、随机访问：ALOHA协议；CSMA协议；CSMA/CD协议；CSMA/CA协议
           3、轮询访问：令牌传递协议
（六）局域网
           局域网的基本概念与体系结构；以太网与IEEE 802.3；IEEE 802.11 无线局域网；VLAN的基本概念与基本原理
（七）广域网
           广域网的基本概念；PPP协议
（八）数据链路层设备
           以太网交换机及其工作原理

复习提示

        本章是历年考试中考查的重点。要求在了解数据链路层基本概念和功能的基础上，重点掌握滑动窗口机制、三种可靠传输协议、各种 MAC协议，特别是CSMA/CD协议、CSMA/CA协议和以太网帧格式，以及局域网的争用期和最小帧长的概念、二进制指数退避算法。此外，中继器、网卡、集线器、网桥和局域网交换机的原理及区别也要重点掌握。

3.1 数据链路层的功能

        数据链路层的主要任务是实现帧在一段链路上或一个网络中进行传输。数据链路层协议有多种，但有三个基本问题则是共同的，即封装成帧、透明传输和差错检测。
        数据链路层使用的信道主要有两种：
        1）点对点信道，使用一对一的通信方式。PPP协议则是目前使用最广泛的点对点协议。
        2）广播信道，这种信道上连接的主机很多，使用一对多的广播通信方式。采用共享广播信道的有线局域网普遍使用CSMA/CD协议，而无线局域网则使用CSMA/CA协议。

3.1.1 数据链路层所处的地位

        下面介绍点对点信道的一些基本概念，某些概念对广播信道也是适用的。
        1）链路。指从一个结点到相邻结点的一段物理线路。当进行数据通信时，两台计算机之间的通信路径往往要经过许多段这样的链路。可见链路只是一条路径的组成部分。
        2）数据链路。当在一条链路上传送数据时，除了需要链路本身，还需要一些必要的通信协议来控制这些数据的传输，把实现这些协议的硬件和软件加到链路上，就构成了数据链路。有时也把上面所说的链路称为物理链路，而把数据链路称为逻辑链路。
        3）帧。数据链路层对等实体之间进行逻辑通信的协议数据单元。数据链路层把网络层下交的数据构成帧发送到链路上，并把接收到的帧中的数据取出并上交给网络层。

3.1.2 为网络层提供服务

3.1.3 链路管理

        数据链路层连接的建立、维持和释放过程称为链路管理，它主要用于面向连接的服务。链路两端的结点要进行通信，必须首先确认对方已处于就绪状态，并交换一些必要的信息以对帧序号初始化，然后才能建立连接，在传输过程中要能维持连接，而在传输完毕后要释放该连接。

3.1.4 封装成帧与透明传输

3.1.5流量控制

3.1.6 差错控制

3.2 组帧

3.2.1 字符计数法

3.2.2 字节填充法

3.2.3 零比特填充法

3.2.4 违规编码法

3.3 差错控制