王道 第三章数据链路层

作者：进击攻城狮
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首发时间：2022年9月18日星期日
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第三章数据链路层

3.1数据链路层功能概述

1.链路层的功能

2.链路层的两种信道

3.局域网、广域网

4.链路层的设备

结点：主机、路由器

链路：网络中两个结点之间的物理通道，链路的传输介质主要有双绞线、光纤和微波。分为有线链路、无线链路。

数据链路：网络中两个结点之间的逻辑通道，把实现数据传输协议的硬件和软件加到链路上就构成数据链路

帧：链路层的协议数据单元，封装网络层数据报

数据链路层负责通过一条链路从一个结点向另一个物理链路直接相连的相邻结点传送数据报

数据链路层功能概述

数据链路层在物理层提供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网络层来的数据可靠的传输到相邻节点的目标机网络层。其主要作用是加强物理层传输原始比特流的功能，将物理层提供的可能出错的物理连接改造成为逻辑上无差错的数据链路，使之对网络层表现为一条无差错的链路。

功能：-

• 为网络层提供服务。无确认无连接服务，有确认无连接服务，有确认面向连接服务。有连接一定有确认!
• 链路管理，即连接的建立、维持、释放
• 组帧
• 流量控制
• 差错控制

3.2封装成帧和透明传输

封装成帧

封装成帧就是在一段数据前后部分添加首部和尾部，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

帧同步：接收方应当能从接收到的二进制比特流中区分出帧的起始和终止

字符计数法

帆首部使用一个计数字段来标明帧内字符数

一步错步步错

字符填充法

3.零比特填充法

4.违规编码法

先高后低为1，先低后高为0

是普通频率的两倍

3.3.1差错控制

差错从何而来

噪声引起

全局性：由于线路本身电气特性所产生的随机噪声，是信道固有的，随机存在的。

解决办法：提高信噪比来减少或避免干扰(对传感器下手)

局部性：外界特定的短暂原因所造成的冲击噪声，是产生差错的主要原因。

解决办法：利用编码及技术调节

链路层为网络层提供服务：无确认无连接服务，有确认无连接服务，有确认面向连接服务。

通信质量好，有线传输链路

通信质量差的无线传输链路

数据链路层的差错控制

差错控制

检错编码：奇偶效验码、循环冗余码CRC

纠错编码：海明码

奇偶效验码：

n-1位信息元

1位校验元

检错编码–CRC循环冗余码

接收端检错过程

把收到的每一个帧都除以同样的除数，然后检查得到的余数R

• 余数位0，判定这个帧没有差错，接受
• 余数位不为0，判定这个帧有差错，丢弃
• FCS的生成以及接收端CRC检验都是由硬件实现，处理很迅速，因此不会延误数据的传输

3.3.2差错控制

纠错编码----海明码

海明码：发现双比特错，纠正单比特错

1.确认校验码位数r

2.确定校验码和数据的位置

3.求出校验码的值

同理可推得

4.检错并纠错

3.4.1流量控制与可靠传输机制

数据链路层的流量控制

较高的发送速度和较低的接收能力的不匹配，会造成传输出错，因此流量控制也是数据链路层的一项重要工作

数据链路层的流量控制是点对点的，而传输层的流量控制是端到端的

数据链路层流量控制手段：接收方收不下就不回复确认

传输层流量控制手段：接收端给发送端一个窗口公告

流量控制的方法

停止-等待协议 发送窗口大小=1，接收窗口大小=1；

后退N帧协议(GBN)发送窗口大小>1,接收窗口大小=1；

选择重传协议(SR)发送窗口大小>1,接收窗口大小>1;

可靠传输、滑动传输、流量控制

可靠传输：发送端发啥，接收端收啥

流量控制：控制发送速率，使接收端有足够的缓冲空间来接收每一个帧

滑动窗口解决：

流量控制(收不下就不给确认·，想发也发不了)

可靠传输(发送方自动重传)

3.4.2停止等待协议

停止-等待协议究竟是哪一层的？

停止-等待协议

除了比特出差错，底层信道还会出现丢包问题

丢包：物理线路故障，设备故障，病毒攻击，路由信息错误

研究停等协议等待前提？

虽然现在常用全双工通信方式，但为了讨论问题方便，仅考虑一方发送数据，一方接收数据。

因为是在讨论可靠传输的原理，所以并不考虑是在哪一个层次上传送的

停等协议–无差错情况

停等协议–有差错情况

1.数据帧丢失或检测到帧出错

2.确认帧丢失或ACK丢失

3.ACK迟到

信道利用率

发送方在一个发送周期内，有效地发送数据所需要的时间占整个发送周期的比率

信道利用率=(L/c)/T

信道吞吐率=信道利用率*发送方的发送速率

停止等待协议弊端

停等协议发送方每发送一个帧就处于等待状态，等到接收方回复一个确认帧，发送方才会发送新的帧。因此大部分时间都是在等待，真正发送数据的时间很少，极大地浪费了资源。

为了解决这个问题，可以采用流水线技术，一次发送多个帧，但同时在其他方面需要改进：

必须增加序号范围；
发送方需要缓存多个分组，为帧丢失重传备用。
针对这种解决方案，就推出了GBN和SR。

3.4.3选择重传协议

GBN协议的弊端

解决办法：设置单个确认，同时加大接收窗口，设置接收缓存，缓存乱序到达的帧

选择重传协议中的滑动窗口

选择重传协议中的滑动窗口

SR发送方必须响应的三件事

1.上层的调用

从上层收到数据后，SR发送方检查下一个可用于该帧的序号，如果序号位于发送窗口内，则发送数据帧；否则就像GBN一样，要么将数据缓存，要么返回给上层之后再传输。

2.收到了一个ACK

如果收到ACK，加入该帧序号在窗口内，则SR发送方将那个被确认的帧标记为已接收。如果该帧序号是窗口的下界，则窗口向前移动到具有最小序号的未确认帧处。如果窗口移动了，并且有序号在窗口内的未发送帧，则发送这些帧

SR接收方要做的事

滑动窗口长度

SR协议重点总结

• 对数据帧逐一确认，收一个确认一个
• 只重传出错帧
• 接收方有缓存

3.4.4后端N帧协议(GBN)

停等协议的弊端

后退N帧协议(GBN)

选择重传协议(SR)

后退N帧协议中的滑动窗口

发送窗口：发送方维持一组连续的允许发送的帧的序号

GBN发送方必须响应的三件事

1、上层的调用

上层要发送数据时，发送方先检查发送窗口是否已满，如果未满，则产生一个帧并将其发送；如果窗口已满，发送方只需将数据返回给上层，暗示上层窗口已满。上层等一会再发送。

2、收到了一个ACK

GBN协议中，对n号帧的确认采用累积确认的方式，标明接收方已经收到n号帧和它之前的全部帧。

3、超时事件

如果出现超时，发送方重传所有已发送但未被确认的帧。

接收方要做的事

如果正确收到n号帧，并且按序，那么接收方为n帧发送一个ACK，并将该帧中的数据部分交付给上层。

其余情况都丢弃帧，并为最近按序接收的帧重新发送ACK。接收方无需缓存任何失序帧，只需要维护一个信息：expectedseqnum（下一个按序接收的帧序号）。

滑动窗口长度

若采用n个比特对帧编号，那么发送窗口的尺寸Wt应满足：

因为发送窗口尺寸过大，就会使得接收方无法区分新帧和旧帧。

GBN协议重点总结

累积确认（偶尔捎带确认)
接收方只按顺序接收帧,不按序无情丢弃
确认序列号最大的、按序到达的帧
发送窗口最大为2^n - 1，接收窗口大小为 1
GBN协议性能分析

因连续发送数据帧而提高了信道利用率
在重传时必须把原来已经正确传送的数据帧重传，是传送效率降低。

3.5.1信道划分介质访问控制

传输数据使用的两种链路

点对点链路：两个相邻节点通过一个链路相连，没有第三者。

应用：PPP协议，常用于广域网

广播式链路：所有主机共享通信介质

应用：早期的总线以太网、无线局域网，常用于局域网

典型拓扑结构：总线型、星型、环型、网状型

介质访问控制

介质访问控制的内容就是，采取一定的控制，使得两对节点之间的通信不会发生互相干扰的情况

介质访问控制

静态划分信道–信道划分介质访问控制：

• 频分多路复用FDM
• 时分多路复用TDM
• 波分多路复用WDF
• 码分多路复用CDF

动态分配信道

轮询访问介质访问控制：令牌传递协议

随机

访问介质访问控制

• ALOHA协议
• CSMA协议
• CSMA/CD协议
• CSMA/CA协议

信道划分介质访问控制(MAC Multiple Access Control )协议：

基于多路复用技术划分资源。
网络负载重：共享信道效率高，且公平
网络负载轻：共享信道效率低
随机访问MAC协议：唯一会产生冲突

用户根据意愿随机发送信息，发送信息时可独占信道带宽。
网络负载重：产生冲突开销
网络负载轻：共享信道效率高，单个结点可利用信道全部带宽
轮询访问MAC协议/轮流协议/轮转访问MAC协议：

既要不产生冲突，又要发送时占全部带宽。
信道划分介质访问控制
将使用介质的每个设备与来自同一信道上的其他设备的通信隔离开，把时域和频域合理地分配给网络上的设备。

信道划分的实质就是通过分时、分频、分码等方法把原来的一条广播信道，逻辑上分为几条用于两个结点之间通信的互不干扰的子信道，实际上就是把广播信道转变为点对点信道。

多路复用技术：把多个信号组合在一条物理信道上进行传输，使得多个计算机或终端设备共享信道资源，提高信道利用率。

采用多路复用技术可以把多个输入通道的信息整合到一个复用通道中，在接收端把收到的信息分离出来并传送到对应的输出通道。

静态划分信道四方法

频分多路复用FDM

用户在分配到一定的频带后，在通信过程中自始至终都占用这个频带。频分复用的所有用户在同样的时间占用不同带宽（频率带宽）资源。

时分多路复用TDM

将时间划分为一段段等长的时分复用帧（TDM帧）。每一个时分复用的用户在每一个TDM帧中占用固定序号的时隙，所有用户轮流占用信道。

TDM帧是在物理层传送的比特流所划分的帧，标志一个周期。

波分多路复用WDM

利用光的频分多路复用，在一根光纤中传输多种不同波长的光信号，由于波长（频率）不同，所以各路光信号互不干扰，最后再用波长分解复用器将各路波长分解出来。

码分多路复用CDM

码分多址（CDMA）[Code Division Multiple Access] 是码分复用的一种方式。

1个比特分为多个码片/芯片（chip），每个站点被指定一个唯一的 m 位的芯片序列。

发送1时站点发送芯片序列，发送0时发送芯片序列反码（通常把0写成1）。

如何不打架：多个站点同时发送数据的时候，要求各个站点的芯片序列相互正交。

如何合并：各路数据在信道中被线性相加。

如何分离：合并的数据和源站规格化内积。

3.5.2ALOHA协议

ALOHA协议

纯ALOHA协议

时隙ALOHA协议

纯ALOHA协议

思想：想发就发，随机重发

时隙ALOHA协议

思想：把时间分成若干个相同的时间片，所有用户在时间片开始时刻同步接入网络信道，若发生冲突，则必须等到下一个时间片开始时刻再发送

关于ALOHA要知道的事

纯ALOHA比时隙ALOHA吞吐量更低，效率更低

纯ALOHA想发就发，时隙ALOHA只有在时间片段开始时才能发

3.5.3CSMA协议

CSMA协议

载波监听多路访问协议CSMA

cs:载波侦听/监听，每一个站在发送数据之前要检测一下总线上是否有其他计算机在发送数据

当几个站同时在总线上发送数据时，总线上的信号电压摆动值将会增大( 互相叠加)。当一个站检测到的信号电压摆动值超过一定门限值时， 就认为总线上至少有两个站同时在发送数据，表明产生了碰撞，即发生了冲突。

MA：多点接入，表示许多计算机以多点接入的方式连接在一根总线上。

协议思想：发送帧之前，监听信道。

监听结果

信道空闲：发送完整帧
1-坚持CSMA
非坚持CSMA
p-坚持CSMA
信道忙：推迟发送

1-坚持CSMA

坚持指的是对于监听信道忙之后的坚持。

思想：如果一个主机要发送信息，那么它先监听信道。

空闲则直接传输，不必等待。
忙则一直监听，直到空闲马上传输。
如果有冲突，则等待一个随机长的时间再监听，重复上述过程。
优点：只要媒体空闲，站点就马上发送，避免了媒体利用率的损失。

缺点：假如有两个或两个以上的站点有数据要发送，冲突就不可避免。

非坚持CSMA

非坚持指的是对于监听信道忙之后就不继续监听。

思想：如果一个主机要发送信息，那么它先监听信道。

空闲则直接传输，不必等待。
忙则等待一个随机的时间之后再监听
优点：采用随机的重发延迟时间可以减少冲突发生的可能性。

缺点：可能存在大家都在延迟等待过程中，使得媒体仍可能处于空闲状态，媒体使用率低。

p-坚持CSMA

p-坚持指的是对于监听信道空闲的处理。

p-坚持CSMA思想：如果一个主机要发送消息，那么它先监听信道。

空闲则以p概率直接传输，不必等待；概率1-p等待到下一个时间槽再传输。
忙则一直监听，直到空闲以p概率发送。
优点：既能像非坚持算法那样减少冲突，又能像1-坚持算法那样减少媒体空闲时间。

缺点：发生冲突后还是要坚持把数据帧发送完，造成了浪费。

三种CSMA协议对比

3.5.4CSMA-CD协议

先听再说，边听边说

CSMA/CD协议

载波监听/多路访问/碰撞检测 CSMA/CD（carrier sense multiple access with collision detection）

CS：载波监听，每个站在发送数据之前以及发送数据时要检测一下总线上是否有其他计算机在发送数据。

MA：多点接入，表示许多计算机以多点接入的方式连接在一根总线上。 总线型网络。

CD：碰撞检测（冲突检测）：“边发送边监听”，适配器边发送数据边检测信道上信号电压的变化情况，以便判断自己在发送数据时其他站是否也在发送数据。半双工网络。

先听后发为什么还有冲突？

因为电磁波在总线上总是以有限速率传播的！

传播时延对载波监听的影响？

最迟多久才能直到自己发送的数据没和别人碰撞 ？

最多时两倍的总线端到端的传播时延 2τ（争用期/冲突窗口/碰撞窗口）

只要经过 2τ 时间还没有检测到碰撞，就能肯定这次发送不会发生碰撞。

如何确定碰撞后的重传时机 ？

截断二进制指数规避算法

1、确定基本退避（推迟）时间为争用期2τ。

2、定义参数k，它等于重传次数，但k不超过10，即k=min[重传次数，10]。当重传次数不超过10时，k等于重传次数；当重传次数大于10时，k就不再增大而一直等于10。

3、从离散的整数集合[0, 1, （2^k） - 1]中随机取出一个数r，重传所需要退避的时间是r倍的基本退避时间，即2r τ。

4、当重传达16次仍不能成功，说明网络太拥挤，认为此帧永远无法正确发出，抛弃此帧并向高层报告出错。

例子

若连续多次发生冲突，就表明可能有较多的站参与争用信道。使用此算法可使重传需要推迟的平均时间随重传次数的增大而增大，因而减小发生碰撞的概率，有利于整个系统的稳定

最小帧长问题

如果发送了一个很小的帧发生了碰撞，但是由于帧太短，帧发送完毕之后才能检测到发生了碰撞，已经没有办法停止发送。因此定义了最小帧长，希望在检测到碰撞的时候，帧还没发送结束。

帧的传输时延至少要两倍于信号在总线中的传播时延。

最小帧长=总线传播时延 x 数据传输速率 x 2

以太网规定最短帧长为64B，凡是长度小于64B的都是由于冲突而异常终止的无效帧。

3.5.5CSMA-CA协议

载波监听多点接入/碰撞避免CSMA/CA

为什么要有CSMA-CA？

无线局域网

无法做到360°全面检测碰撞

隐蔽站

当A和C都检测不到信号，认为信道空闲时，同时向终端B发送数据帧，就会导致冲突

CSMA-CA协议工作原理

发送数据前，先检测信道是否空闲

空闲则发出RTS，RTS包括发射端的地址、接收端的地址、下一份数据将持续发送的时间等信息：信道忙则等待

接收端收到RTS后，将响应CTS

发送端收到CTS后，开始发送数据帧

接收端收到数据帧后，将用CRC来检验数据是否正确，正确则响应ACK帧

发送方收到ACK就可以进行下一个数据帧的发送，若没有则一直重传至规定重发次数为止

CSMA-CD和CSMA-CA

相同点：

• CSMA/CD与CSMA-CA用于总线式以太网，而CSMA-CA用于无线局域网
• 载波检测方式不同：因传输介质不同，CSMA/CD与CSMA/CA的检测方式也不同。CSMA/CD通过电缆中电压的变化来检测，当数据发生碰撞时，电缆中的电压就会随着发生变化，而CSMA/CA采用能量检测、载波检测和能量载波混合检测信道空闲的发式
• CSMA/CD检测冲突，CSMA/CA避免冲突，二者冲突后都会进行有上限的重传

3.5.6轮询访问介质访问控制

介质访问控制

信道划分介质访问控制协议：

基于多路复用技术划分资源

网络负载重：共享信道效率高，且公平

网络负载轻：共享信道效率低

随机访问MAC协议：

用户根据意愿随机发送信息，发送信息时可独占信道带宽

网络负载重：产生冲突开销

网络负载轻：共享信道效率高，单个结点可利用信道全部带宽

轮询访问MAC协议/轮流协议/轮转访问MAC协议：

既要不产生冲突，又要发送时占全部带宽

轮询协议

主结点轮流邀请，从属结点发送数据

令牌传递协议

3.6.1局域网基本概念和体系结构

局域网

局域网：简称LAN，是指在某一区域内由多台计算机互联成的计算机组，使用广播信道。

特点1：覆盖的地理范围较小，只在一个相对独立的局部范围内联

特点2：使用专门铺设的传输介质进行联网，数据传输速率高

特点3：通信延迟时间短，误码率低，可靠性高

特点4：各站为平等关系，共享传输信道

特点5：多采用分布式控制和广播式通信，能进行广播和组播

决定局域网的主要要素为：网络拓扑，传输介质与介质访问控制方法

局域网拓扑结构

局域网介质访问控制方法

1.CSMA/CD常用于总线型局域网，也用于树型网络

2.令牌总线 常用于总线型局域网，也用于树型网络

它是把总线型或树型网络中的各个工作站按一定顺序如按接口地址大小排序形成一个逻辑环。只有令牌持有者才能控制总线，才有发送信息的权力

3.令牌环 用于环形局域网，如令牌环网

局域网的分类

• 以太网
• 令牌环网
• FDDI网
• ATM网
• 无线局域网

IEEE802标准

IEEE802系列标准是IEEE802LAN/MAN标准委员会制定的局域网、域域网技术标准

MAC子层和LLC子层

IEEE802标准所描述的局域网参考模型只对应OSI参考模型的数据链路层与物理层，它将数据链路层划分为逻辑链路层LLC子层和介质访问控制MAC子层

3.6.2以太网

以太网概述

以太网指的是由Xerox、Intel和DEC公司联合开发的基带总线局域网规范，是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准，以太网络使用CSMA/CD

以太网在局域网各种技术中占统治性地位：

• 造价低廉
• 是应用最广泛的局域网技术
• 比令牌环网、ATM网便宜，简单
• 满足网络速率要求：10Mb/s~10Gb/s

以太网两个标准

DIX Ethernet V2:第一个局域网产品规约

IEEE802

以太网通供无连接、不可靠的服务

无连接：发送方和接收方之间无"握手过程"

不可靠

以太网只实现无差错接收，不实现可靠传输

10BASE-T以太网

10BASE-T是传送基带信号的双绞线以太网，T表示采用双绞线，现10BASE-T采用的是无屏蔽双绞线，物理上星型拓扑，逻辑上总线型

3.6.3无线局域网

IEEE802.11

IEEE802.11是无线局域网通用的标准，它是由IEEE所定义的无线网络通信的标准

802.11的帧头格式

有固定基础设施无线局域网

无固定基础设施无线局域网的自组织网络

3.7PPP协议和HDLC协议

广域网

广域网（WAN，Wide Area Network），通常跨越很大的物理范围，所覆盖的范围从几十公里到几千公里，它能连接多个城市或国家，或横跨几个洲并能提供远距离通信，形成国际性的远程网络。

广域网的通信子网主要使用分组交换技术。广域网的通信子网可以利用公用分组交换网、卫星通信网和无线分组交换网，它将分布在不同地区的局域网计算机系统互连起来，达到资源共享的目的。如因特网（Internet）是世界上范围最大的广域网。

• 节点交换机：一个网络内的
• 路由器：几个网络之间的

广域网VS局域网

• 广域网覆盖物理层、链路层一直到网络层，而局域网只覆盖物理层和链路层。

• 局域网通常采用多点接入技术，而广域网采用点对点连接。

• 广域网强调资源共享，而局域网强调数据传输。

• 广域网的传输速率比局域网高，但是传播延迟更长。

PPP协议

点对点协议PPP（Point-to-Point Protocol）是使用串行线路通信的面向字节的协议，该协议应用在直接连接两个结点的链路上。

设计的目的主要是用来通过拨号或专线方式建立点对点连接发送数据，使其成为各种主机、网桥和路由器之间简单连接的一种共同的解决方案。是目前使用最广泛的数据链路层协议。

只支持全双工链路。

PPP协议应满足的要求

• 简单：对于链路层的帧，无需纠错，只保证无差错接收（通过硬件进行CRC校验），无需序号（不可靠传输），无需流量控制。
• 封装成帧：帧定界符
• 透明传输：与帧定界符一样比特组合的数据应该如何处理：异步线路用字节填充，同步线路用比特填充。
• 多种网络层协议：封装的IP数据报可以采用多种协议。
• 多种类型链路：串行/并行，同步/异步，电/光…
• 差错检测：错就丢弃。
• 检测连接状态：链路是否正常工作。最大传送单元数据部分最大长度MTU。
• 网络层地址协商：知道通信双方的网络层地址。
• 数据压缩协商

PPP协议无需满足的要求

• 纠错

• 流量控制

• 序号

• 不支持多点线路

1. PPP提供差错检测但不提供纠错功能，只保证无差错接收（通过硬件进行CRC校验）。它是不可靠的传输协议，因此也不使用序号和确认机制。

2. 它仅支持点对点的链路通信，不支持多点线路

3. PPP的两端可以运行不同的网络层协议，但仍然可以使用同一个PPP进行通信。

4. PPP是面向字节的，当信息字段出现和标志字段一致的比特组合时，PPP有两种不同的处理方法：若用在异步线路（默认），则采用字节填充法；若用在同步线路，则采用比特填充法。

   PPP协议的三个组成部分

1、链路控制协议（LCP）：一种扩展链路控制协议，用于建立、配置、测试和管理数据链路。（身份验证）

2、网络控制协议（NCP）：PPP协议允许同时采用多种网络层协议，每个不同的网络层协议要用一个相应的NCP来配置，为网络层协议建立和配置逻辑连接。

3、一个将IP数据报封装到串行链路的方法（同步串行/异步串行）：IP数据报在PPP帧中就是其信息部分，这个信息部分的长度受最大传送单元（MTU）的限制。

PPP协议状态图

PPP协议的帧格式

HDLC协议
高级数据链路控制（HDLC，High-Level Data Link Control），是一个在同步网上传输数据、面向比特的数据链路层协议，它是由国际标准化组织（ISO）根据IBM公司的SDLC（Synchronous Data Link Control）协议扩展开发而成的。

特点：

数据报文可透明传输，通过零比特填充法实现。
PPP还可以实现字节填充，HDLC只能实现零比特填充。
所有帧采用CRC检测，对信息帧进行顺序编号，可防止漏收或重复，传输可靠性高。
HDLC的站

主站的主要功能是发送命令（包括数据信息）帧、接收响应帧、并负责对整个链路的控制系统的初启、流程的控制、差错检测或恢复等。
从站的主要功能是接收由主站发来的命令帧，向主站发送响应帧，并且配合主站参与差错恢复链路控制。
复合站的主要功能是既能发送，又能接收命令帧和响应帧，并且负责整个链路的控制。
三种数据操作方式：

正常响应方式
异步平衡方式
异步响应方式
HDLC的帧格式

信息帧第一位为 0，用来传输数据信息，或使用捎带技术对数据进行确认 。
监督帧 10，用于流量控制和差错控制，执行对信息帧的确认、请求重发和请求暂停发送等功能。
无编号帧 11，用于提供对链路的建立、拆除等多种控制功能。
总结：无奸细

PPP协议 VS HDLC协议

HDLC、PPP只支持全双工链路。
都可以实现透明传输。
都可以实现差错检测，但不纠正差错。

3.8链路层设备

物理层以太网

链路层扩展以太网

网桥和交换机

网桥根据MAC帧的目的地址对帧进行转发和过滤。当网桥收到一个帧时，并不向所有接口转发此帧，而是先检查此帧的目的MAC地址，然后再确定将此帧转发到哪一个接口，或者是把它丢弃

网桥优点：-

• 过滤通信量，增大吞吐量
• 扩大了物理范围
• 提高了可靠性

网段：一般指一个计算机网络使用同一物理层设备(传输介质，中继器，集线器等)能够直接通讯的那一部分

网桥分类–透明网桥

透明网桥：透明指以太网上的站点并不知道所发送的帧将经过哪几个网桥，是一种即插即用设备–自学习

网桥分类–源路由网桥

源路由网桥：在发送帧时，把详细的最佳路由信息放在帧的首部中。

方法：源站以广播方式向欲通信的目的站发送一个发现帧

多接口网桥—以太网交换机

以太网交换机的两种交换

直通式交换机

查完目的地址就立刻转发

延迟小，可靠性低，无法支持具有不同速率的端口的交换

存储转发式交换机

将帧放入高速缓存，并检查是否正确，正确则转发，错误则丢弃，延迟大，可靠性高，可以支持具有不同速率的端口的交换

冲突域和广播域

冲突域VS广播域

冲突域：在同一个冲突域中的每一个结点都能收到所有被发送的帧。简单的说就是同一时间内只能有一台设备发送信息的范围。

广播域：网络中能接收任一设备发出的广播帧的所有设备的集合。简单的说如果站点发出一个广播信号，所有能接收到这个信号的设备的范围称为一个广播域。

3.9第三章总结