以下內(nèi)容是對《計算機網(wǎng)絡(luò)》謝希仁第七版數(shù)據(jù)鏈路層一章的一些要點的總結(jié)撒桨，并生成一條線索，方便知識樹搜索键兜。不過前言在先凤类，任何博文都是別人咀嚼過得東西，要想體會個中滋味蝶押，還需讀者親自品讀名家巨著踱蠢。
1. 重要概念
- 數(shù)據(jù)鏈路與鏈路的區(qū)別
- 鏈路：是從一個結(jié)點到另一個節(jié)點的一段物理鏈路。
- 數(shù)據(jù)鏈路：數(shù)據(jù)鏈路除了包括物理鏈路外棋电，還必須有一些必要的協(xié)議來控制數(shù)據(jù)的傳輸茎截，因此數(shù)據(jù)鏈路比物理鏈路多了實現(xiàn)通信協(xié)議所需要的硬件和軟件。 我們這一層的名字叫數(shù)據(jù)鏈路層而不是鏈路層是有道理的赶盔。
- 數(shù)據(jù)鏈路層的三個基本問題
- 封裝成幀：這是分組交換的必然要求企锌。
- 透明傳輸：避免信息符號與定界符號相混淆。
- 差錯檢驗：防止出現(xiàn)差錯的無效數(shù)據(jù)幀浪費后繼路由器上的傳輸和處理資源于未。
2. 點對點通信：PPP協(xié)議
特點：無糾錯撕攒、無序號陡鹃、無流量控制、點對點鏈路通信抖坪、全雙工鏈路萍鲸。
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組成：
- 一個將IP數(shù)據(jù)包封裝到串行數(shù)據(jù)幀的方法。
- 一個用來建立擦俐、配置和測試數(shù)據(jù)鏈路的鏈路控制協(xié)議LCP.
- 一套網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議NCP.
幀格式（圖）：注意各字段意義脊阴，注意字節(jié)填充（異步傳輸下）和零比特填充（同步傳輸下）
工作狀態(tài)（圖）
3. 廣播通道：CSMA/CD協(xié)議、MAC協(xié)議
局域網(wǎng)與以太網(wǎng)的關(guān)系：局域網(wǎng)使用的就是廣播通道蚯瞧，實現(xiàn)了一對多通信嘿期。局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)為一個單位所擁有，地理范圍和站點數(shù)目都有限埋合，工作層次跨越了數(shù)據(jù)鏈路層和物理層备徐。在局域網(wǎng)中要解決信道共享的問題，信道共享有好幾種方案甚颂，具體看書此處不贅述蜜猾。以太網(wǎng)屬于局域網(wǎng)的一種，且以太網(wǎng)采用隨機接入的共享通道方案西设，隨機接入以為這通道不是獨享型的瓣铣，需要解決碰撞問題（這就是CSMA/CD協(xié)議存在的必要性了）。在此劇透一下贷揽，并不是所有的以太網(wǎng)都需要CSMA/CD協(xié)議（這個也是很自然的棠笑，有其他方法可以避免或解決碰撞問題）
以太網(wǎng)由于歷史原因，有兩個標準禽绪，只討論大量商用的DIX Ethernet v2標準蓖救，不討論IEEE802.3標準。不過由于這兩個標準互相扯皮而引出的一條和事佬公式 局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層 = LLC + MAC 印屁，這一點還是需要了解的循捺。但是畢竟DIX Ethernet v2一統(tǒng)天下，LLC也沒有必要了雄人，所以以太網(wǎng)還是MAC層的天下从橘。那么以太網(wǎng)的核心協(xié)議是CSMA/CD協(xié)議還是MAC協(xié)議呢？答案是MAC層協(xié)議础钠，畢竟有的以太網(wǎng)不需要CSMA/CD協(xié)議恰力，但是MAC數(shù)據(jù)幀在他們的骨子里了。
通信適配器旗吁，也就我們俗稱的網(wǎng)卡踩萎，這個設(shè)備的功能跨越了數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。一方面在物理層負責比特流的接收和發(fā)送很钓，一方面在數(shù)據(jù)鏈路層提供了定位用的MAC地址香府。適配器在數(shù)據(jù)鏈路層的工作具體可參考操作系統(tǒng)文件系統(tǒng)章節(jié)部分董栽。
在討論CSMA/CD協(xié)議之前，必須先討論一下以太網(wǎng)企孩。以太網(wǎng)為了通信的簡潔锭碳，采用了兩個措施：1. 無連接的工作方式，因此只能實現(xiàn)不可靠交付柠硕。2. 使用曼徹斯特編碼工禾，曼徹斯特編碼的優(yōu)點是自同步运提，缺點是每秒傳送的碼元數(shù)加倍（看不懂其中術(shù)語意思就回去面壁順便通讀物理層蝗柔，知識斷層是一知半解的罪魁禍首）
CSMA/CD協(xié)議：總而言之，這個協(xié)議主要是為了解決碰撞問題民泵，這個從它的英文名Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection就可以得知癣丧。這個協(xié)議的要點有三個：多點接入、載波監(jiān)聽和碰撞監(jiān)測栈妆，其中理解碰撞檢測是重中之重胁编，重中之重，重中之重鳞尔。
關(guān)于碰撞監(jiān)測嬉橙，不得不多說。為什么會有碰撞寥假？站點都在載波監(jiān)聽市框，但是由于傳播時延（這個概念在物理層有，不清楚的在次面壁吧）存在糕韧，有的站點沒發(fā)現(xiàn)通道遠處有信號傳輸于是也發(fā)送枫振，這就造成了狹路相逢。不過狹路相逢也不是勇者勝了萤彩，是兩敗俱傷粪滤。碰撞的信號全部都得取消，并且還要返回去告訴主子我們遭遇了碰撞雀扶≌刃。可以說，碰撞會造成通信資源浪費愚墓。
必須注意的是以太網(wǎng)的信道利用率予权。信道利用率公式是在沒有碰撞條件下的極限值 (這里批判一下簡書，markdown都不支持LaTeX數(shù)學公式輸入）转绷。這一章有很多互相聯(lián)系的數(shù)據(jù)公式伟件，自己慢慢體會吧。
MAC幀看書本圖
3. 以太網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)及各種拓展
早期的以太網(wǎng)是總線型的议经，后來有了集線器斧账，加上了集線器的以太網(wǎng)物理上是星型拓撲谴返，骨子里還是難用的總線型拓撲∵种總線型的很大一個缺點是共享總線嗓袱，這以為這傳輸媒體要分享和競爭。集線器只能解決分發(fā)习绢，不能解決競爭渠抹，所以現(xiàn)在集線器都退出市場了。現(xiàn)在普遍使用交換機對以太網(wǎng)進行拓展闪萄，交換機同時連通多對接口梧却，相互通信的主機獨占傳輸媒體，無碰撞地傳輸數(shù)據(jù)败去。集線器和交換機的使用和特點是關(guān)鍵放航。總線型以太網(wǎng)使用CSMA/CD協(xié)議圆裕，以半雙工方式工作广鳍，以太網(wǎng)交換機不使用共享總線，沒有碰撞問題吓妆，不使用CSMA/CD協(xié)議赊时，以全雙工方式工作。
后來發(fā)展了各種高速以太網(wǎng)行拢，有的兼容半雙工祖秒，有的直接直接全雙工，這又是后話了剂陡。
只是一點讀后感狈涮，其知識量還不足書本的10%，很多細節(jié)+聯(lián)系都無法很好的書寫出來鸭栖。不過讀書百遍歌馍，其義自見，總結(jié)性的文章是不能替代原文閱讀的晕鹊。這篇博文只能自賞了松却，各位看官勿見笑。
