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数据链路
·链路 (物理链路) ：一条无源的点到点的物理线路段，中间没有任何其他的交换结点。
·数据链路 (逻辑链路) ：除了物理线路外，还必须有通信协议来控制这些数据的传输。若把实现这些协议的硬件和软件加到链路上，就构成了数据链路。
·网络适配器：既有硬件也包括软件，实现了通信协议，包括了数据链路层和物理层两层的功能。
·规程：数据链路层中，规程等同于协议。
·帧：点对点信道数据链路层的协议数据单元。 -
三个基本问题
·封装成帧：在一段数据的前后分别添加首部和尾部，然后就构成了一个帧。首部和尾部的一个重要作用就是进行帧定界。
（控制字符 SOH放在一帧的最前面，表示帧的首部开始；控制字符 EOT表示帧的结束。）
·透明传输：不管什么数据，都能完整无差错的通过这个数据链路层，数据链路层对数据时透明的。
（若出现数据中出现控制字符“SOH”或“EOT”–>字节填充：前面插入一个转义字符“ESC”）
·差错控制：在传输过程中可能会产生比特差错，1 可能会变成 0， 而 0 也可能变成 1。
方法：循环冗余检验 CRC
·在发送端，先把数据划分为组。假定每组 k 个比特；在每组 M 后面再添加供差错检测用的 n 位冗余码，然后一起发送出去。
·在 M 后面添加 n 个 0，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，余数 R 比除数 P 少 1 位，即 R 是 n 位。 将余数 R 作为冗余码拼接在数据 M 后面，一起发送出去。
·CRC 差错检测技术只能做到无差错接受（凡是接收端数据链路层接受的帧都没有传输差错，有差错的帧就丢弃而不接受），并不是可靠传输。 -
点对点协议 PPP
·要求：简单、封装成帧、透明性、多种网络层协议协议、多种类型链路、差错检测、检测连接状态、最大传送单元、网络层地址协商、数据压缩协商。
·不需要：纠错、流量控制、序号、多点线路、半双工或单工链路。
·组成部分：
一个将 IP 数据报封装到串行链路的方法；
链路控制协议 LCP (Link Control Protocol)；
网络控制协议 NCP (Network Control Protocol)。
·帧格式
标志字段 F = 0x7E ；地址字段 A = 0xFF（地址字段实际上并不起作用）；控制字段 C 通常置为 0x03。 -
透明传输问题
·异步传输：字符填充
信息字段中出现的每一个 0x7E 字节转变成为 2 字节序列 (0x7D, 0x5E)；出现一个 0x7D 字节转变成为 2 字节序列 (0x7D, 0x5D)；出现 ASCII 码的控制字符（即数值小于 0x20 的字符），则在该字符前面要加入一个 0x7D 字节，同时将该字符的编码加以改变。
·同步传输（一连串的比特连续传送）：比特填充
发送端只要发现有 5 个连续 1，则立即填入一个 0；接收端对帧中的比特流进行扫描。每当发现 5 个连续1时，就把这 5 个连续 1 后的一个 0 删除。 -
PPP协议的工作状态
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局域网最主要的特点：网络为一个单位所拥有；地理范围和站点数目均有限。
·局域网的优点：
具有广播功能，从一个站点可很方便地访问全网。（局域网上的主机可共享连接在局域网上的各种硬件和软件资源。 ）
便于系统的扩展和逐渐地演变，各设备的位置可灵活调整和改变。
提高了系统的可靠性、可用性和残存性。
·拓扑结构：总线网、环形网、星形网。 -
以太网的两个标准：DIX Ethernet V2；IEEE 802.3
“以太网”应当是指符合 DIX Ethernet V2 标准的局域网 。
·为使通信简便提供的措施：
①采用较为灵活的无连接的工作方式；不必先建立连接就可以直接发送数据；对发送的数据帧不进行编号，也不要求对方发回确认；提供的服务是不可靠的交付，即尽最大努力的交付；收到有差错的数据帧时就丢弃此帧，差错的纠正由高层来决定。
②发送的数据都使用曼彻斯特 (Manchester) 编码。 -
数据链路层的两个子层
媒体接入控制(MAC)：靠近物理层，存放与接入媒体有关的内容。
逻辑链路控制(LLC)：靠近网络层，看不见下面的局域网，已经过时。 -
网络适配器（网卡）的功能：进行串行/并行转换；对数据进行缓存；在计算机的操作系统安装设备驱动程序；实现以太网协议。
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CSMA/CD 协议：载波监听多点接入 / 碰撞检测 (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)
·多点接入：许多计算机以多点接入的方式连接在一根总线上。
·载波监听：每一个站在发送数据之前先要检测一下总线上是否有其他计算机在发送数据，如果有，则暂时不要发送数据，以免发生碰撞。
·碰撞检测：计算机边发送数据边检测信道上的信号电压大小。
·征用期：
（两倍的端到端往返时延）。经过争用期没检测到碰撞，才能肯定这次发送不会发送碰撞。
10 Mbit/s 以太网取 51.2μs 为争用期的长度，在争用期内可发送 512 bit，即 64 字节。（若前 64 字节没有发生冲突，则后续的数据就不会发生冲突。）
凡长度小于 64 字节的帧都是由于冲突而异常中止的无效帧。
·截断二进制指数退避算法：发生碰撞的站在停止发送数据后，要推迟（退避）一个随机时间才能再发送数据。
·使用 CSMA/CD 协议的以太网不能进行全双工通信而只能进行双向交替通信（半双工通信）。
·协议要点
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使用集线器的星形拓扑
·集线器特点：
使用集线器的以太网在逻辑上仍是一个总线网，各工作站使用的还是 CSMA/CD 协议，并共享逻辑上的总线 ；
集线器很像一个多接口的转发器，工作在物理层；
集线器采用了专门的芯片，进行自适应串音回波抵消，减少了近端串音。 -
以太网的信道利用率
·参数 ：以太网单程端到端时延 与帧的发送时间 之比。 越大，表明争用期所占的比例增大
·信道利用率最大值：
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以太网的MAC层
·在局域网中，硬件地址又称为物理地址，或 MAC 地址。
·MAC地址是适配器的标识符，用48位二进制数来表示，在局域网内具有唯一性。（前3字节由RA向厂家分配，后3字节由厂家自行指派）
· I/G位：地址字段第一个字节的最低位。为0表示单个站地址；为1表示组地址（多播）。
G/L位：地址字段第一个字节的最低第二位。为0表示全球管理；为1表示本地管理。
·适配器：从网络上每收到一个 MAC 帧就首先用硬件检查 MAC 帧中的 MAC 地址。如果是发往本站的帧则收下，然后再进行其他的处理；否则就将此帧丢弃，不再进行其他的处理。
“发往本站的帧”包括：单播 (unicast) 帧（一对一）、广播 (broadcast) 帧（一对全体）、多播 (multicast) 帧（一对多）。 -
MAC帧格式（以太网DIX Ethernet V2 标准
）
·以太网数据帧长度：64-1518（数据：长度在46-1500字节）
当数据字段长度小于46字节时，MAC子层会在数据字段后面加入一个整数字节的填充字段，以保证MAC帧长不小于64字节。
·类型：用来标志上一层使用的是什么协议。
·FCS：帧检验序列，使用CRC检验。
·无效帧：数据字段的长度与长度字段的值不一致；帧的长度不是整数个字节；用收到的帧检验序列 FCS 查出有差错。 -
扩展以太网
·物理层扩展：集线器（碰撞域增大了，但总的吞吐量并未提高；需对相同数据率的碰撞域进行互连）；光纤。
·数据链路层扩展：网桥（根据 MAC 帧的目的地址对收到的帧进行转发和过滤）；交换机（实质是一个多接口的网桥）。 -
交换机的特点
·每个接口都直接与一个单台主机或另一个以太网交换机相连，并且一般都工作在全双工方式。
·以太网交换机具有并行性。
·相互通信的主机都是独占传输媒体，无碰撞地传输数据。（每个接口是一个碰撞域）
·接口有存储器，能在输出端口繁忙时把到来的帧进行缓存。
·交换方式
存储转发方式：把整个数据帧先缓存后再进行处理。
直通方式：接收数据帧的同时就立即按数据帧的目的 MAC 地址决定该帧的转发接口。
·以太网交换机是一种即插即用设备，其内部的帧交换表（又称为地址表）是通过自学习算法自动地逐渐建立起来的。
生成树协议 STP：解决回路问题。 -
虚拟局域网 VLAN ：由一些局域网网段构成的与物理位置无关的逻辑组。
·划分方法：基于交换机端口；基于计算机网卡的MAC地址；基于协议类型；基于IP子网地址；基于高层应用或服务。
·虚拟局域网协议允许在以太网的帧格式中插入一个4字节的标识符，称为 VLAN 标记 (tag)，用来指明该帧属于哪一个虚拟局域网。
