寫在開頭
首先要基本了解一下數(shù)據(jù)的發(fā)送模型恬试，對(duì)數(shù)據(jù)鏈路層進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送和傳輸?shù)暮?jiǎn)單模型有個(gè)了解，從下圖呢也能看出來數(shù)據(jù)是自下而上接收的鸽嫂，自上而下發(fā)送涝涤，在這里呢我們主要只關(guān)注數(shù)據(jù)鏈路層的發(fā)送和傳播，至于鏈路層將數(shù)據(jù)封裝后交給物理層怎么傳播就是上一講物理層的事情了（比如各種復(fù)用）淫僻，我們已經(jīng)說過诱篷，鏈路層主要處理封裝成幀，然后進(jìn)行透明傳播雳灵，同時(shí)進(jìn)行差錯(cuò)控制
一棕所、數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念
數(shù)據(jù)鏈路層首先要明白物理層鏈路和數(shù)據(jù)鏈路的區(qū)別：
在數(shù)據(jù)鏈路中經(jīng)常聽到封裝成幀，那首先要明白幀的概念：
幀其實(shí)就是將數(shù)據(jù)包封裝好加了頭和尾的一種數(shù)據(jù)形式
數(shù)據(jù)鏈路層要處理的三個(gè)問題：封裝成幀拢蛋、透明傳輸桦他、差錯(cuò)檢測(cè)
1.封裝成幀
在封裝成幀時(shí)在數(shù)據(jù)內(nèi)部很可能出現(xiàn)二進(jìn)制碼和頭部尾部一致的字節(jié)，那就導(dǎo)致誤判該幀結(jié)束谆棱，所以解決這個(gè)問題有如下幾種編碼方式（封裝成幀時(shí)必須要解決的就是如何透明傳輸快压，即如果信息位中出現(xiàn)的特殊字符不被誤判為幀的首尾定界符）：
(1)字符計(jì)數(shù)法
(2)字節(jié)填充的首尾定界符法
目的：字符填充法考慮到了出錯(cuò)之后的重新同步問題，使用一些特殊的字節(jié)作為開始和結(jié)束垃瞧。
（3）零比特填充的首尾標(biāo)志法
（4）違規(guī)編碼法
?由于字符計(jì)數(shù)法中計(jì)數(shù)字段的脆弱性和字節(jié)填充法實(shí)現(xiàn)上的復(fù)雜性與不兼容性蔫劣，目前較常用的組幀方法是比特填充法和違規(guī)編碼法。
2.差錯(cuò)控制
在傳輸過程中可能會(huì)產(chǎn)生比特差錯(cuò)：1 可能會(huì)變成 0 而 0 也可能變成 1个从。
在一段時(shí)間內(nèi)脉幢，傳輸錯(cuò)誤的比特占所傳輸比特總數(shù)的比率稱為誤碼率 BER (Bit Error Rate)歪沃。
為保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)必須采用各種差錯(cuò)檢測(cè)措施嫌松。
差錯(cuò)控制的方法：
- 奇偶校驗(yàn)碼
- 水平垂直奇偶校驗(yàn)碼
-
循環(huán)冗余校驗(yàn)碼
重點(diǎn)介紹循環(huán)冗余校驗(yàn)碼沪曙，這個(gè)現(xiàn)在比較常用。
循環(huán)冗余校驗(yàn)原理
在計(jì)算CRC碼時(shí)需要注意和計(jì)組中乘除法原理不一樣豆瘫，這里是模2運(yùn)算
計(jì)算CRC
校驗(yàn)過程
?配合例題食用更香嗷
二珊蟀、使用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)信道的數(shù)據(jù)鏈路層
1.點(diǎn)對(duì)點(diǎn)PPP協(xié)議
PPP是使用串行線路通信的面向字節(jié)的協(xié)議，該協(xié)議應(yīng)用在直接連接兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的鏈路之上外驱。主要是通過撥號(hào)或?qū)＞€方式建立點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接發(fā)送數(shù)據(jù)育灸，使其成為各種主機(jī)、ISP和路由器之間簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單連接的一種共同的解決方案昵宇。
PPP的組成部分
(1) 鏈路控制協(xié)議LCP(Link Control Protocol)磅崭，用于建立、配置瓦哎、測(cè)試和管理數(shù)據(jù)鏈路砸喻，比如驗(yàn)證身份然后建立連接。
(2) 網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議NCP(Network Control Protocol)蒋譬，PPP允許同時(shí)采用多種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議割岛，每個(gè)不同的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議要用一個(gè)相
應(yīng)的NCP來配置，為網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議建立和配置邏輯連接犯助。
(3)一個(gè)將IP數(shù)據(jù)報(bào)封裝到串行鏈路的方法癣漆。IP數(shù)據(jù)報(bào)在PPP幀中就是其信息部分。這個(gè)信息部分的長(zhǎng)度受最大傳送單元MTU的限制剂买。
ppp協(xié)議的幀格式如下圖所示
?PPP協(xié)議是面向字節(jié)的惠爽，所有的PPP幀長(zhǎng)度都是整數(shù)字節(jié)。
標(biāo)志字段 F = 0x7E （符號(hào)“0x”表示后面的字符是用十六進(jìn)制表示瞬哼，十六進(jìn)制的 7E 的二進(jìn)制表示01111110）婚肆。
地址字段 A 只置為 0xFF，由于是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸?shù)男诺婪绞阶浚缘刂纷侄螌?shí)際上并不起作用较性。
字段0x03，也暫時(shí)沒有什么實(shí)際應(yīng)用结胀。
PPP協(xié)議中的透明傳輸
在這里同樣需要解決透明傳輸問題两残，那么一般當(dāng)PPP用在同步傳輸鏈路時(shí)，協(xié)議規(guī)定采用硬件來完成比特填充把跨。
當(dāng)PPP用在異步傳輸時(shí)，則使用一種特殊的字符填充法沼死。
PPP協(xié)議的工作狀態(tài)
有以下幾點(diǎn)需要注意：
三着逐、使用廣播信道的數(shù)據(jù)鏈路層
廣播信道使用的協(xié)議是CSMA_CD
1.局域網(wǎng)
局域網(wǎng)LAN（Local Area Network）是在一個(gè)較小的地理范圍（一般在幾十米至1km左右）內(nèi)將各種計(jì)算機(jī)、外部設(shè)備等互相連接起來組成的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)。
決定局域網(wǎng)特性的三種主要技術(shù)：
- 網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
- 用來傳輸數(shù)據(jù)的傳輸介質(zhì)
- 介質(zhì)訪問控制方法（最重要）
為了使數(shù)據(jù)鏈路層能更好地適應(yīng)多種局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)耸别，802 委員會(huì)就將局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層拆成兩個(gè)子層：邏輯鏈路控制 LLC (Logical Link Control)子層媒體接入控制 MAC (Medium Access Control)子層健芭。
與接入到傳輸媒體有關(guān)的內(nèi)容都放在MAC子層，而LLC子層則與傳輸媒體無關(guān)秀姐，不管采用何種協(xié)議的局域網(wǎng)對(duì)LLC子層來說都是透明的 與OSI參考模型相比慈迈，局域網(wǎng)的參考模型只相當(dāng)于OSI的下兩層 。
以太網(wǎng)
看到這里的時(shí)候呢省有，我們大都比較好奇以太網(wǎng)是什么痒留，為什么我們說局域網(wǎng)的時(shí)候總是說以太網(wǎng)?
其實(shí)以太網(wǎng)是一種局域網(wǎng)，但是因?yàn)楝F(xiàn)在大部分的局域網(wǎng)均為以太網(wǎng)蠢沿，因此一般提及局域網(wǎng)都會(huì)默認(rèn)為以太網(wǎng)伸头。以太網(wǎng)是一種總線型局域網(wǎng)，而局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)存在多種實(shí)現(xiàn)方式舷蟀，包括星型恤磷、樹形、環(huán)形野宜、總線型等扫步。
以太網(wǎng)的幀格式：
CSMA_CD
什么是CSMA_CD呢？它是一種帶沖突檢測(cè)的載波偵聽多路訪問方法CSMA/CD匈子，它廣泛應(yīng)用于局域網(wǎng)的MAC子層河胎。是一種適合總線結(jié)構(gòu)的采用隨機(jī)訪問技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)型（有沖突的）介質(zhì)訪問控制方法。
工作原理可以概括為十六字：
先聽先發(fā)旬牲，邊聽邊發(fā)仿粹，沖突停止，延遲再發(fā)
使用CSMA/CD協(xié)議原茅，一個(gè)站點(diǎn)不能同時(shí)發(fā)送和接收吭历，只能雙向交替通信（半雙工通信）
為了盡可能解決碰撞問題，所以在局域網(wǎng)中采用了一種方案叫二進(jìn)制指數(shù)類型算法
以太網(wǎng)提供的服務(wù)：
以太網(wǎng)提供的服務(wù)是不可靠的交付服務(wù)擂橘，即盡最大努力的交付晌区，也就是說只進(jìn)行無差錯(cuò)的接收，而不進(jìn)行糾錯(cuò)通贞，每次丟包后重傳對(duì)以太網(wǎng)來說朗若，它是不清楚是否是第一次發(fā)送的，至于糾錯(cuò)等是傳輸層負(fù)責(zé)昌罩。
2.局域網(wǎng)擴(kuò)展
集線器擴(kuò)展局域網(wǎng)
物理結(jié)構(gòu)看似星型結(jié)構(gòu)哭懈，但在邏輯上仍然是總線型結(jié)構(gòu)。用集線器進(jìn)行關(guān)聯(lián)的話茎用，使網(wǎng)絡(luò)中計(jì)算機(jī)數(shù)量增加遣总，但組建了一個(gè)大的沖突域睬罗，所以需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化，那么我們選擇在數(shù)據(jù)鏈路層使用網(wǎng)橋來進(jìn)行優(yōu)化旭斥，當(dāng)然初期使用網(wǎng)橋進(jìn)行優(yōu)化容达，后期用以太網(wǎng)交換機(jī)。
網(wǎng)橋
那么什么是網(wǎng)橋呢垂券？接下來介紹網(wǎng)橋花盐。
那么關(guān)于網(wǎng)橋的優(yōu)缺點(diǎn)如圖所示：
交換機(jī)
在后來隨著技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)橋漸漸被交換機(jī)所取代菇爪，也就是說網(wǎng)橋其實(shí)就是交換機(jī)的前身算芯，交換機(jī)不再通過集線器與電腦相連，而是由多個(gè)接口直接連接計(jì)算機(jī)娄帖，交換機(jī)的比集線器多了很多智能化也祠，是存儲(chǔ)排隊(duì)轉(zhuǎn)發(fā)的，從而可以避免沖突近速，所以是全雙工信道的诈嘿，寬帶獨(dú)享，也更加安全削葱，不易抓包奖亚，也能夠?qū)W習(xí)mac地址表。
以太交換機(jī)自學(xué)算法：
