本篇目錄
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數據鏈路層的三個基本問題
使用點對點信道的數據鏈路層
使用廣播信道的數據鏈路層
以太網MAC層的硬件地址
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一、數據鏈路層的三個基本問題
封裝成幀：幀是數據鏈路層的傳送單位。一個幀的幀長等於幀的數據部分加上幀的首部和尾部的長度。首部和尾部的一個重要作用是幀定界（確定幀的界限）。每一種鏈路層協議都規定了所能傳輸的幀的數據部分的上限既最大傳輸單元MTU。（見下圖，圖片來自百度）
對於幀定界做以補充：
1）當數據是由ASCII組成的文本文件時，使用特殊的幀定界符。
SOH（Start Of Header）放在幀的最前面，表示幀的開始。十六進制編碼是01（二進制00000001）
EOT（End Of Transmission）表示幀的結束。十六進制編碼是04（二進制00000100）
SOH和EOT只是控制字符的名稱。
2）當數據是非ASCII碼的文本文件（字符都是從鍵盤上輸入）時，如二進制代碼計算機程序或圖像等，當數據中有SOH或者EOT這種控制字符時，就會出現判斷錯誤。
做法：字節填充==》發送端的數據鏈路層在數據中出現了控制支付SOH或者EOT時，就在其前面加上轉義字符“ESC”（十六進制爲1B，二進制爲00011011），如果數據中出現了轉義字符，也在其前面加上一個轉義字符。在接收端的數據鏈路層在把數據向網絡層傳送之前，刪除這些轉移字符。
透明傳輸：表示無論什麼樣的比特組合的數據，都能按照原樣沒有差錯的通過這個數據鏈路層。
差錯檢驗：實現無比特差錯。傳輸錯誤的比特佔傳輸比特總數的比特率稱爲誤碼率BER（Bit Error Rate）。數據鏈路層採用循環冗餘檢驗CRC的檢錯技術。過程如下：
二、使用點對點信道的數據鏈路層
（1）、ppp協議：不需要糾錯，不需要設置序號，不需要進行流量控制，不支持多點線路（既一個主站輪流和鏈路上的多個從站進行通信），只支持點對點的鏈路通信，只支持全雙工鏈路。
（2）、PPP協議的三個組成部分：
①一個將IP數據報封裝到串行鏈路的方法。PPP既支持異步鏈路（無奇偶檢驗的8比特數據），也支持面向比特的同步鏈路。
②一個用來建立、配置和測試數據鏈路連接的鏈路控制協議LCP。
③一套網絡控制協議NCP。
（3）、ppp幀的格式
標誌字段F：0x7E(01111110)：表示一個幀的開始或者結束。標誌字段就是PPP幀的定界符。
地址字段A：0xFF(11111111)
控制字段C：0x03(00000011)
協議字段：爲0x0021時，PPP協議幀就是IP數據報；爲0xC021時，信息字段就是PPP鏈路控制協議LCP的數據；爲0x8021時表示網絡層的控制信息。
FCS：使用CRC幀檢驗的冗餘碼。
（4）、PPP協議的工作狀態
說明：
a)、當用戶撥號接入ISP時（通過調制解調器呼叫路由器時，通常是在屏幕上用鼠標點擊連接按鈕），路由器檢測到調制解調器發出的載波信號，做出確認，並建立一條物理連接。
b)、PC機向路由器發送一系列的LCP分組（封裝成多個PPP幀）。
c)、這些分組及其相應選擇了將要使用的PPP參數，接着進行網絡配置，NCP給新接入的PC機分配一個臨時的IP地址，使PC稱爲互聯網上的一個有IP地址的主機。
d)、通信完畢時，NCP釋放網絡層連接，收回原來分配出去的IP地址，接着LCP釋放數據鏈路層連接，最後釋放物理層連接。
（三）、使用廣播信道的數據鏈路層
CSDA/CD協議：（Carrier Sense Multiple Access with Collision Delection）載波監聽、多點接入、碰撞檢測。
說明：
載波監聽：不管在發送前還是在發送中，每個站都必須不停的檢測信道。如果檢測到已經有其他站在發送，則自己就暫時不需發送數據，必須要等到信道邊爲空閒時才能發送數據。在發送中檢測信道，時爲了及時發現有沒有其他站在發送和本站發送的碰撞。
多點接入：總線型網，許多計算機以多點接入的方式連接在一根總線上。
碰撞檢測：邊發送邊監聽，既適配器邊發送數據邊檢測信道上的信號電壓的變化情況，以便判斷自己在發送數據時其他站是否也在發送數據。
補充：
a)以太網的端到端往返時間2τ稱爲爭用期。具體的爭用期時間是51.2μs，也可以直接使用比特作爲爭用期的單位。
b)截斷二進制指針退避算法：重傳應推後的時間計算=r*2τ；
（r是從集合[0，1，……，(2^k)-1]中隨機取出的一個數；k=Min[重傳次數，10]）
c)以太網規定一個最短幀長64字節，既512bit.如果要發送的數據非常少，那麼必須加入一些填充字節，使得幀長不小於64字節。
d)從總線網到星形網，以太網交換機已經不使用共享總線，因此就沒有了碰撞問題，也就不使用CSMA/CD協議，也就沒有了爭用期，而是以全雙工的方式工作。之所以還叫以太網是因爲它的幀結構沒有改變，仍然採用的是以太網的幀結構。
四、以太網MAC層的硬件地址
（1）、MAC層的硬件地址又稱爲物理地址或者MAC地址。實際上就是適配器地址或適配器標識符，與主機所在的地點無關。源地址和目的地址都是48位長。
（2）、以太網的適配器有過濾功能，只接受單播幀、廣播幀或多播幀。
單播幀（一對一）：既收到的幀的MAC地址和本機的硬件地址一樣。
廣播幀（一對全體）：發送給本局域網上所有站點的幀（全1地址）。
多播幀（一對多）：發送給本局域網上一部分站點的幀。
（3）、MAC幀的格式
說明：
a)2字節類型：標誌上一層使用的什麼協議。
b)數據字段：長度在46到1500字節之間（因爲幀長度最短爲64字節，隨意數據部分最小爲46字節）
c)插入的8字節：由硬件生成。由兩個字段構成，第一個字段是7個字節的前同步碼（1和0交替出現）作用是使接收端的適配器在接收MAC幀時能迅速調整時鐘頻率，使它和發送端的時鐘同步（實現位同步）。第二個字段是幀開始定界符，前六位作用和前同步碼一樣，最後連續的1告訴接收端適配器MAC幀馬上要來了。
d)FCS：幀檢驗序列，檢驗範圍不包括前同步碼和幀開始定界符。
e)以太網傳輸數據時是以幀爲單位傳送的，在以太網上傳送幀時，個幀之間還必須有一定的間隙，因此接收端只要找到幀結束定界符，也不需要使用字節插入來保證透明傳輸。