第3章 数据链路层

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1、第3章数据链路层数据链路层使用的信道点对点信道点对多点信道（广播信道）内容3.1使用点对点信道的数据链路层3.2点对点协议PPP3.3使用广播信道的数据链路层3.4使用广播信道的以太网3.5扩展的以太网3.6无线局域网数据链路层的简单模型路由器R1路由器R主机H路由器31R2主机H2电话网局域网广域网局域网HH12应用层应用层RRR运输层123运输层网络层网络层网络层网络层网络层链路层链路层链路层链路层链路层物理层物理层物理层物理层物理层3.1使用点对点信道的数据链路层数据链路和帧三个基本问题封装成帧透明传输差错检测数据

2、链路链路(物理链路):从一个结点到相邻结点的一段物理线路，中间没有其他交换节点。数据链路(逻辑链路):当传送数据时，需要建立一条通信线路，除了必须具有一条物理线路外还必须有一些必要的规程(协议)来控制这些数据的传输。把实现这些规程的硬件和软件加到链路上，就构成了数据链路。数据链路层的模型传输层协议主机A主机B数据链路层协议数据链路层协议节点1节点2节点3数据虚通路数据虚通路数据实通路数据实通路数据链路/逻辑链路=（物理）链路+通信规程数据链路层提供物理层提供的无源数据链路层协议的数字信道点到点物理线路段数据链路层的协议数据

3、单元——帧结点A结点B网络层IP数据报IP数据报装入取出数据帧帧链路层物理层1010……01101010……0110链路(a)结点A结点B数据发送接收链路层帧帧链路(b)封装成帧在一段数据的前后分别添加首部和尾部，就构成了一个帧。帧定界：确定帧的界限最大传送单元MTU：帧的数据部分的长度上限帧开始IP数据报帧结束开始帧首部帧的数据部分帧尾部发送MTU数据链路层的帧长帧定界字符定界帧开始符帧结束符SOH装在帧中的数据部分EOT帧发送在前注意：SOH和EOT是控制字符的名称。SOH的二进制：00000001EOT的二进制：

4、00000100透明传输所传输数据中的任何8比特组合不能与帧定界控制字符一样出现了“EOT”完整的帧发送数据部分在前SOHEOTEOT被接收端被接收端当作无效帧而丢弃误认为是一个帧解决透明传输问题字节填充或字符填充发送端的数据链路层在数据中出现控制字符SOH或EOT的前面插入一个转义字符ESC(其十六进制编码是1B)。接收端的数据链路层在将数据送往网络层之前删除插入的转义字符。如果转义字符也出现数据当中，那么应在转义字符前面插入一个转义字符。当接收端收到连续的两个转义字符时，就删除其中前面的一个。字节填充法解决透明传输的

5、问题帧开始符帧结束符原始数据SOHEOTSOHESCSOHEOT字节填充字节填充字节填充字节填充SOHESCEOTESCSOHESCESCESCSOHEOT经过字节填充后发送的数据发送在前差错检测比特差错循环冗余检验CRC帧丢失、帧重复、帧失序帧编号、确认、重传机制因特网广泛使用的数据链路层协议不使用确认和重传，由上层协议（传输层TCP）完成循环冗余检验CRCCRC校验的基本思想根据欲发的k位信息生成一个n比特的冗余码，称为帧校验序列FCS（FrameCheckingSeries）。实际发送的数据帧是欲发送的k位数据

6、+n位冗余码。这个帧所对应二进制序列恰好能够被某个预先确定的数（生成多项式）整除。接收器用相同的数（生成多项式）去除传来的帧。如果余数为0，则认为无差错；如果余数不为0，则认为传输出错。冗余码的计算在发送端，先把数据划分为组，每组k个比特。假设待传送的一组数据为M。用二进制的模2运算进行2n乘M的运算，这相当于在M后面添加n个0。n是一个比预定除数的比特位数少1的数。得到的(k+n)位的数除以事先选定好的长度为(n+1)位的除数P，得出商是Q而余数是R。由此除法产生的余数就是循环冗余校验码。举例假设待传送的一组数据M=101

7、001（现在k=6）。设n=3,除数P=1101，被除数是2nM=101001000。模2运算的结果是：商Q=110101，余数R=001。把余数R作为冗余码添加在数据M的后面发送出去。发送的数据是：2nM+R即：101001001，共(k+n)位。举例110101←Q(商)P(除数)→1101101001000←2nM(被除数)11011110110111101101110011011如果余数位数小于n，最左的缺省位数为0。001←R(余数)，作为FCS3.2点对点协议PPPPPP协议的特点PPP协议的帧格式PPP协议的工作

8、状态点对点协议PPP的特点点对点协议PPP(Point-to-PointProtocol)用户计算机接入因特网时，一般都是使用PPP协议已向因特网管理机构申请到一批IP地址用接入网至因特网ISP户PPP协议点对点协议PPP的特点PPP提供了一种在点对点的链路上封装多协议数据报