tcp/ip系列上一篇(tcp/ip基礎知識)：https://blog.csdn.net/qq_19968255/article/details/83547041
一.簡介
數據鏈路，指OSI參考模型中的數據鏈路層，有時也指以太網、無線局域網等通信手段。
二.數據鏈路的段
數據鏈路的段是指一個被分割的網絡。然而根據使用者不同，其含義不同。例如：引入中繼器將兩條網線向連組成一個網絡。
三.網絡拓撲
網絡的連接和構成的形態稱爲網絡拓撲（Topology）。
四.相關技術
4.1.MAC地址
簡介：MAC地址用於識別數據鏈路中互連的節點。以太網或FDDI中，根據IEEE802.3的規範使用MAC地址。
MAC地址長48比特，在使用網卡（NIC）的情況下，MAC地址一般會被燒入到ROM中。因此一個網卡的MAC地址都是唯一的，在全世界都不會有重複（有例外）。
MAC地址不一定是唯一，只要不是同屬於一個數據鏈路就不會出現問題。
4.2.共享介質網絡
從通信介質（通信，介質）的使用方法上看，網絡可分爲共享介質型和非共享介質型。
半雙工是指，指發送或只接收的通信方式。它類似於無線電收發器，若兩端同時說話，是聽不見對方說的話。
全雙工，它允許在同一時間既可以發送數據也可以接收數據。類似於電話。
共享介質型網絡
指由多個設備共享一個通信介質的一種網絡。最早的以太網和FDDI就是介質共享型網絡。在這種方式下，設備之間使用同一個載波信道進行發送和接收。爲此基本上採用半雙工通信方式並有必要對介質進行訪問控制。
共享介質型網絡有兩種介質訪問控制方式：一種是爭用方式，另一種是令牌傳遞方式。
爭用方式：
爭用方式是指爭奪獲取數據傳輸的權力，也叫CSMA(載波監聽多路訪問)。這種方法通常令網絡中個站（節點）採用先到先得的方式佔用信道發送數據，如果多個站同時發送幀，則會產生衝突現象。也因此會導致網絡擁堵與性能下降。
在一部分以太網當中，採用改良CSMA的另一種方式--CSMA/CD方式。CSDMA/CD要求每個站提前檢查衝突，一旦衝突發生，則儘早釋放信道。
CSMA/CD：
如果載波信道上沒有數據流動，則任何站都可以發生數據。
檢查是否會發生的衝突。一旦發生衝突時，放棄發送數據，同時立即釋放載波信道。
放棄發送以後，隨機延時一段時間，再重新爭用介質，重新發生幀。
令牌傳遞方式：
令牌傳遞方式是沿着令牌環發送一種叫做“令牌”的特殊報文，是控制傳輸的一種方式。只有獲得令牌的站才能發送數據。這種方式有兩個特點：一是不會有衝突，二是每個站都有通過平等循環獲得令牌的機會。因此網絡擁堵也不會導致性能下降。
4.3.非共享介質網絡
簡介：非共享介質網絡是指不共享介質，是對介質採取專用的一種傳輸方式。在這種方式下，網絡中每個站直連交換機，由交換機負責數據幀。此方式下，發送端與接收端並不共享通信介質，因此很多情況下采用全雙工通信方式。
通過以太網交換機構建網絡，從而使計算機與交換機端口之間形成一對一的連接，即可實現全雙工通信。在這種一對一連接全雙工通信方式下不會發生衝突，因此不需要CSMA/CD的機制就可以實現更高效的通信。
該方式還可以根據交換機的高級特性構建虛擬局域網（LAN）、進行流量控制等。當然，這種方式也有一個致命的弱點，那就是一旦交換機發生故障，與之相連的所有計算機之間都將無法通信。
4.4.根據MAC地址轉發
簡介：在使用同軸電纜的以太網（10BASE5、10BASE2）等介質共享網絡中，同一時間只能有一臺主機發送數據。
當連接網的主機數量增加時，通信性能會明顯下降。若將集線器或集中器等設備以星型連接，就出現了一款新的網絡設備-交換集線器，這是一種將非介質共享型網絡所使用的交換機用在以太網中的技術，交換集線器也叫做以太網交換機。
轉發表：
以太網交換機就是持有多個端口的網橋。它們根據數據鏈路層中每個幀的目標MAC地址，決定從哪個網絡接口發送數據。這時所參考的、用以記錄發送接口的表叫做轉發表。
交換機轉發方式
存儲轉發：檢查以太網數據幀末尾的FCS位後再進行轉發。因此可以避免發送由於衝突而被破壞的幀或噪聲導致的錯誤幀。
直通轉發：不需要將整個幀全部接收下來以後再進行轉發。只需要得知目標地址即可以開始轉發。因此，它具有延遲較短的優勢。但同時也不可避免地發送錯誤幀的可能性。
4.5.環路檢測技術
簡介：通過網橋連接網絡時，出現環路，因爲這與網絡的拓撲結構和所使用的網橋種類有直接關係。最壞的情況下，數據幀會在環路中被持續轉發。而一旦這種數據幀越積越多將會導致網絡癱瘓。
解決環路問題
生成樹方式：
該方法由IEEE802.1D定義。每個網橋必須在每1~10秒內交換BPDU包，從而判斷哪些端口使用哪些端口不使用，消除環路。
弊端：發生故障切換網絡時需要幾十秒的時間。在IEEE802.1W中定義了一個叫RSTP的方法。
源路由：
最早由IBM提出，以解決令牌環網絡問題。該方式可以判斷髮送數據的源地址是通過哪個網橋實現傳輸的，並將幀寫入RIF。網橋則根據這個RIF信息發送幀給目標地址。因此，即使網橋中出現環路，數據幀也不會被反覆轉發，可成功地發送到目標地址。
4.6.VLAN
管理網絡設備部署，採用VLAN技術的網橋，就不用修改網絡佈線，只需修改網絡結構即可。
五.以太網
5.1.連接形式
開始，一般採用多臺終端使用同一根同軸電纜的共享介質型的連接方式。
現在，一般採用終端與交換機獨佔電纜的方式實現以太網通信。
5.2.分類
以太網因通信電纜的不同及通信速度的差異，衍生出與衆不同的以太網類型。
傳輸速度和計算機內部表現值:
計算機內部採用二進制:1K=1024,1M=1024K,1G=1024M。
以太網以時鐘頻率決定傳輸速度：1K=1000，1M=1000K ,1G=1000M。
5.3.幀格式
以太網幀前端有一個叫做前導碼的部分，它由0、1數字交替組合而成，表示一個以太網幀的開始，也是對端網卡能夠確保與其同步的標誌。
以太網幀本體的前端是以太網的首部，它總共14個字節。分別6個字節的目標MAC地址、6個字節的源MAC地址以及2個字節的上層協議類型。
單位：比特（位）二進制中最小的單位。字節通常8個比特構成一個字節。
以太網幀體格式
（以太網幀體格式）緊隨幀頭後面的是數據。一個數據幀所能容納的最大數據範圍46~1500個字節。幀尾FCS(幀校驗序列)的4個序列。用它可以檢查幀是否有所損壞。在通信傳輸過程中如果出現電子噪聲的干擾，可能會影響發送數據導致亂碼位的出現。FCS中保存着整個幀除以生成多項式的餘數。在接收端也用同樣的方式計算，如果得到FCS的值相同，就判定所接收的幀沒有差錯。
在目標MAC地址存放了目標工作站的物理地址。源MAC地址中則存放構造以太網幀的發送端工作站的物理地址。
類型通常跟數據一起發送，它包含用以標識協議類型的編號，即表明以太網的再上一層網絡協議的類型。在這個字段的後面，則是該類型所標識的協議首部及其數據。
LLC/SNAP表示上一層協議類型字段
分爲兩層：
再進一步細分，還可以將數據鏈路層分爲介質訪問控制層和邏輯鏈路控制層。介質訪問控制層根據以太網或FDDI等不太數據鏈路所特有的首部信息進行控制。與之相比，邏輯鏈路層則根據以太網或FDDI等不同數據鏈路所共有幀頭信息進行控制。
六.無線通信
簡介：無線通信通常使用電磁波、紅外線、激光燈方式進行傳播數據。
分類:
七.PPP
7.1.簡介
指點對點，即1對1連接計算機協議。PPP相相當於位於OSI參考模型第2層的數據鏈路層。PPP不像以太網和FDDI。後兩者不僅與OSI參考模型得數據鏈路層有關，還與第1層的物理層有關。具體來講，以太網使用同軸電纜或雙絞線電纜，它可以決定其中的0、1該被爲何種電子信號。與之相比，PPP屬於純粹的數據鏈路層，與物理層沒有任何關係。
PPPoE是在以太網的數據中加入PPP幀進行傳輸的一種方式。PPP可以使用電話線或ISDN、專線、ATM線路。
7.2.LCP與NCP
LCP
一個是不依賴上層LCP協議。
LCP主要負責建立和斷開連接、設置最大接收單元(MRU)、設置驗證協議(PAP或CHAP)以及設置是否進行通信質量的監控。
通過PPP連接時，通常需要進行用戶名密碼驗證，並且對通信兩端進行雙方向驗證。其中驗證協議兩種，分別PAP和CHAP。
PAP是PPP連接建立時，通過兩次握手進行用戶名和密碼驗證。其中密碼以明文方式傳輸。因此一般用於安全要求不是很高的環境，否則會有竊聽或盜用連接危險。
CHAP則使用一次性密碼OTP，可以有效防止竊聽。此外，在建立連接後還可以進行定期的密碼交換，用來檢驗對端是否中途替換。
NCP
依賴上層的NCP協議，如果上層爲IP,此時的NCP也叫做IPCP。
IPCP則負責IP地址設置以及是否進行TCP/IP首部壓縮等設備。
7.3.PPP幀的格式
HDLC就是在每個幀的前後加上一個8位字節“011111110“用來區分幀。這一個8位字節叫做標誌碼。在兩個標誌碼中間不允許出現連續6個以上的"1"。因此，在發送幀的時候，當出現連續5個"1"時後面必須插入一個0。而當接收端時，如果收到連續5個"1"且後面跟着0時，就必須刪除。由於最多隻會出現5個連續的"1"，就可以比較容易地通過標誌碼區分幀的起始於終止。而PPP標準幀格式與此完全相同。
在通過電腦進行撥號時，PPP已在軟件中實現。因此那些插入或刪除"0"的操作或FCS計算都交由電腦的CPU去處理。
7.4.PPPoE
有些互聯網接入服務商在以太網利用PPPoE提供PPP功能。
八.其他數據鏈路
ATM,POS,FDDI,Token Ring,100VG-AnyLAN,光纖通道,HIPPI,IEEE1394,HDMI,iSCSI,InfiniBand,DOCSIS,高速PLC，相關介紹略。
參考《圖解TCP/IP》