计算机网络——数据链路层（三）-编程知识

前言:

前面我们已经对计算机网络的物理层有了一个大概的了解，今天我们学习的是物理层服务的上一层数据链路层，位于物理层和网络层之间。数据链路层在物理层提供的服务的基础上向网络层提供服务，其最基本的服务是将源自物理层来的数据可靠地传输到相邻节点的目标机网络层。

一、数据链路层的基础概况

1.概念：

2.帧的概念：

3.以太网数据帧中的MAC和LLC：

（1）MAC：

（2）LLC：

（3）注解：

4.数据链路层的两种传输方式：

5.数据链路层的三个基本问题：

（1）封装成帧：

（2）透明传输：

（3）差错检测：

6.以太网中的设备：

（1）集线器：

（2）交换机：

（3）网桥：

二、数据链路层的通信协议

1.冲突域和广播域：

（1）冲突域：

（2）广播域：

（3）区别：

2.虚拟局域网（实验）VLAN：

（1）概念：

（2）优点和目的：

（3）划分VLAN的方式：

3.CSMA/CD：

（1）概念：

（2）四大要点：

4.PPP：

5.CRC：

一、数据链路层的基础概况

1.概念：

数据链路层是在物理层和网络层之间的协议，提供相邻结点的可靠数据传输。

2.帧的概念：

数据链路层的协议数据单元

组成：

帧头：源MAC地址、目的MAC地址、类型

数据

帧尾：校验

3.以太网数据帧中的MAC和LLC：

（1）MAC：

MAC介质访问控制

作用：数据帧的封装/卸装，帧的寻址和识别，帧的接收与发送，链路的管理，帧的差错控制等。MAC子层的存在屏蔽了不同物理链路种类的差异性，对接物理层。

（2）LLC：

LLC逻辑控制访问

作用：LLC子层的主要功能为传输可靠性保障和控制，数据包的分段与重组，数据包的顺序传输，对接网络层。

（3）注解：

该协议位于OSI七层协议中数据链路层，数据链路层分为上层LLC（逻辑链路控制），和下层的MAC（媒体访问控制），MAC主要负责控制与连接物理层的物理介质。在发送数据的时候，MAC协议可以事先判断是否可以发送数据，如果可以发送将给数据加上一些控制信息，最终将数据以及控制信息以规定的格式发送到物理层；在接收数据的时候，MAC协议首先判断输入的信息并是否发生传输错误，如果没有错误，则去掉控制信息发送至LLC（逻辑链路控制）层。

4.数据链路层的两种传输方式：

单播、广播

5.数据链路层的三个基本问题：

（1）封装成帧：

封装成帧就是在一段数据的前后分别添加首部和尾部，这样就构成了一个帧，接收端在收到物理层上交的比特流后，就能根据首部和尾部的标记，从收到的比特流中识别帧的开始和结束。

（2）透明传输：

透明传输是指不管所传数据是什么样的比特组合，都应当能够在链路上传送。

（3）差错检测：

收到正确的帧就要向发送端发送确认，发送端在一定的期限内若没有收到对方的确认，就认为出现了差错，因而就进行重传，直到收到对方的确认为止。

分类：奇数校验、偶数校验、CRC

6.以太网中的设备：

（1）集线器：

集线器的英文称为“Hub”。“Hub”是“中心”的意思，集线器的主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大，以扩大网络的传输距离，同时把所有节点集中在以它为中心的节点上。

（2）交换机：

交换机（Switch）意为“开关”是一种用于电（光）信号转发的网络设备。，它可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。最常见的交换机是以太网交换机。

（3）网桥：

两个端口的交换机

二、数据链路层的通信协议

1.冲突域和广播域：

（1）冲突域：

交换机的每一个端口都是一个冲突域；冲突域只能发生在一个网段

（2）广播域：

交换机的所有端口都在一个广播域；广播域在一个或多个网段内发生。

（3）区别：

        广播域可以跨网段
        在冲突域中所有的数据传输都是以广播形式；在广播域中，只有广播帧才会被所有主机接收。
        冲突域是基于第一层（物理层），而广播域是机于第二层（数据链路层）。
        HUB 所有端口都在同一个广播域，冲突域内。Swith所有端口都在同一个广播域内，而每一个端口就是一个冲突域。