醉里不知烟波浩

梦里依稀灯火寒

概念

1. 数据链路层主要负责点到点的无差错的数据传输
2. 数据链路层使用的信道
   • 点对点信道（PPP协议）
   • 广播信道（CSMA／CD协议）
3. 数据链路层的三个基本问题
   • 封装成帧
     在一段数据前后增加首尾部，形成帧定界
   • 透明传输
     字符填充或字节填充实现
   • 差错控制
     CRC循环冗余检验

4. PPP协议
   要求：

   • 简单
   • 封装成帧
   • 透明性
   • 多种网络层协议
   • 多种链路
   • 差错检测

   组成：

   • 一个将IP数据报封装到串型链路的方法
   • 链路控制协议（LCP）
   • 网络控制协议（NCP）

   PS：PPP协议是面向字节的

   

   透明传输：

   • 同步传输（硬件进行比特填充）
   • 异步传输（特殊字符填充）

   

5. 数据链路层的子层
   • 逻辑链路控制子层（LLC）
   • 媒体接入控制子层（MAC）

6. CSMA／CD协议
   载波监听、多点接入、碰撞检测

   • 载波监听
     每一个站在发送前检测总线上是否有其他计算机在发送数据，如果有，则暂时不发送
   • 多点接入
     许多计算机以多点接入方式连在一根总线上
   • 碰撞检测
     边发送，边检测
     碰撞后立即停止传输，进行退避重传（二进制指数退避）

   PS：最短有效帧长64子节

   PS：使用CSMA／CD的以太网只能进行半双工通信

7. 设备
   • 集线器
     • 使用集线器的以太网在逻辑上是一个总线网
     • 工作在物理层
   • 交换机
   • 网桥（早期）
8. MAC层
   48位MAC地址，其中24位组织唯一标志符，24位拓展唯一标志符
9. 为网络层提供的服务
   • 无确认的无连接服务
   • 有确认的无连接服务
   • 有确认的有连接服务

   PS：有连接一定有确认

10. 流量控制
    • 停止-等待
    • 滑动窗口

    窗口大小

    • 停止-等待（=1,=1）
    • 后退N帧（>1,=1)
      \(1 \leq W_T \leq 2^n-1\)
    • 选择重传(>1,>1)
      \(W_R + W_T \leq 2^n\)
      \(W_T \leq 2^{n-1}\)
11. 可靠传输依赖确认和超时重传

12. 利用率
    \(U = (L/C)/T\)

    L：发送数据大小
    C：发送速率
    T：发送周期

13. 随机访问介质访问控制
    • ALOHA协议
      • 纯ALOHA（随机发，随机等待）
      • 时隙ALOHA（时隙开始发，随机等待）
    • CSMA协议
      • 1-坚持CSMA（监听到信道忙，继续监听，直到空闲，立即发送）
      • 非坚持CSMA（监听信道，忙则随机等待，再监听）
      • p-坚持CSMA（监听信道，忙则随机等待，闲则p概率发送）
    • CSMA／CA协议
    • CSMA／CD协议

注意

1. 链路是一条无源的点到点的物理线路，一条链路只是一条通路的组成部分
2. 数据链路（逻辑链路）即是物理链路+通信协议
3. PPP协议的传输可以做到无比特差错，但都不是可靠传输
4. PPP协议不使用序号和确认的可靠传输原因
   • 数据链路层出差错概率不大时，使用简单的PPP比较合理
   • PPP的信息字段是IP数据报，PPP的可靠不能保证IP数据报的可靠
   • 帧检验序列FCS字段可保证无差错接受
5. 以太网提供的服务是尽最大努力的不可靠的交付
6. 以太网使用曼彻斯特编码

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