差错控制

前言 数据链路层是OSI参考模型中的第二层，介乎于物理层和网络层之间。数据链路层在物理层提供的服务的基础上向网络层提供服务，数据链路层是对物理层传输原始比特流的功能的加强，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无差错的线路。为达到这一目的，数据链路必须具备一系列相应的功能。本文就数据链路层具有的功能进行相关介绍。 一、 数据链路的概念以及相关基础知识 上图为两台主机通过互联网进行通信时数据链路层所处的地位。 本文只关心在协议栈中水平防线的各数据链路层。当H1向H2发送数据时，我们可以想象数据就是在数据链路层从左向右水平传送的。于是在数据链路层的层面上，有如下链路：H1链路层→R1链路层→R2链路层→R3链路层→H2链路层 由此，我们引出了一些基本概念： 链路（link）：一条无源的物理线路段，中间没有其他的交换结点。一条链路只是一条通路的一个组成部分。 数据链路（date link）：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。 现如今，最常用的方法就是使用网络适配器（网卡）来实现这些要求，一般网卡包含了数据链路层和物理层两层的功能。 数据在信道中传输，其在数据链路层中的数据单元叫做帧。 数据链路层把网络层交下来的数据封装成帧发送到链路上，并将收到的帧中的数据取出

前言 数据链路层是OSI参考模型中的第二层，介乎于物理层和网络层之间。数据链路层在物理层提供的服务的基础上向网络层提供服务，数据链路层是对物理层传输原始比特流的功能的加强，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无差错的线路。为达到这一目的，数据链路必须具备一系列相应的功能。本文就数据链路层具有的功能进行相关介绍。 一、 数据链路的概念以及相关基础知识 上图为两台主机通过互联网进行通信时数据链路层所处的地位。 本文只关心在协议栈中水平防线的各数据链路层。当H1向H2发送数据时，我们可以想象数据就是在数据链路层从左向右水平传送的。于是在数据链路层的层面上，有如下链路：H1链路层→R1链路层→R2链路层→R3链路层→H2链路层 由此，我们引出了一些基本概念： 链路（link）：一条无源的物理线路段，中间没有其他的交换结点。一条链路只是一条通路的一个组成部分。 数据链路（date link）：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。 现如今，最常用的方法就是使用网络适配器（网卡）来实现这些要求，一般网卡包含了数据链路层和物理层两层的功能。 数据在信道中传输，其在数据链路层中的数据单元叫做帧。 数据链路层把网络层交下来的数据封装成帧发送到链路上，并将收到的帧中的数据取出

某厂面试归来，发现自己落伍了！>>> 数据链路层概述 基本概念 数据发送模型： 数据链路层的信道类型： 点对点信道：这种信道使用一对一的点对点通信方式。 广播信道。这种信道使用一对多的广播通信方式，因此过程比较复杂。广播信道上连接的主机很多，因此必须使用专用的共享信道协议来协调这些主机的数据发送。 链路和数据链路： 链路（link）:是一条点到点的物理线路段，中间没有任何其他的点， 一条链路只是一条通路的一个组成部分 。 数据链路(data link)：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。 现最常用的方法是使用适配器(即网卡)来实现这些协议的硬件和 软件。 一般的适配器都包括了数据链路层和物理层这两层的功能。 帧： 数据链路层传送的是帧 数据链路层就像一个数字管道 常常在两个对等的数据链路层之间画出一个数字管道，而在这条数字管道上传输的数据单位是帧。 要解决的三个基本问题 封装成帧 封装成帧就是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，用以确定帧的界限。 首部和尾部的一个重要作用就是进行帧定界。 如果发送端发送时出现故障，接收端没收到完整的头和尾，就会将帧丢掉 透明传输 若传输的数据是ASCI I码中“可打印字符(共95个)”集时，一切正常。 若传输的数据不是仅由“可打印字符”组成时

为了提高IP数据报交付成功的机会，在网络层使用了网际控制报文协议（Internet Control Message Protocol ，ICMP）来允许主机或者路由器报告差错和异常情况。ICMP报文作为IP层数据报的数据，加上数据报的首部，组成IP数据报发送出去。 ICMP是IP层协议 CIMP报文的类型 有两种， 即ICMP差错报告报文和ICMP询问报文。 ICMP差错报文类型： 终点不可达 源点抑制 时间超过 参数问题 改变路由（重定向） ICMP询问报文类型： 回送请求和回答报文 时间戳请求和回答报文 掩码地址请求和回答报文 路由器询问和通告报文 ICMP应用： PING（分组网间探测）： 用途：用来测试两个主机之间的连通性； ICMP的应用：使用了ICMP回送请求和回答报文； 工作在应用层； traceroute（Unix中的名字，在win中是tracert）： 用途：用来跟踪分组经过的路由； ICMP的应用：使用了ICMP时间超过报文； 工作在网络层； 来源： CSDN 作者： Lex_lht 链接： https://blog.csdn.net/lht_521/article/details/104745784

【计算机网络高分笔记】第三章：数据链路层 标签（空格分隔）：【计算机网络】 第三章：数据链路层 第三章：数据链路层 3.1 数据链路层的功能 3.2 组帧 3.3 差错控制 3.3.1 检错编码 3.3.2 纠错编码 3.4 流量控制与可靠传输机制 3.4.1 流量控制 3.4.2 可靠传输机制 3.4.3 滑动窗口机制 3.4.4 停止-等待协议 3.4.5 后退N帧（GBN）协议 3.4.6 选择重传（SR）协议 3.4.7 发送缓存和接受缓存 我的微信公众号 大纲要求： 数据链路层功能 组帧 差错控制 检错编码 纠错编码 流量控制与可靠传输 流量控制、可靠传输与滑动窗口机制 停止-等待协议 后退 N 帧（GBN）协议 选择重传（SR）协议 介质访问控制 信道划分介质访问控制：频分多路复用、时分多路复用、波分多路复用、码分多路复用的概念和基本原理。 随机访问介质访问控制：ALOHA 协议、CSMA 协议、CSMA/CD 协议、CSMA/CA 协议 轮询访问介质访问控制：令牌传递协议 局域网 局域网的基本概念与体系结构 以太网与 IEEE 802.3 IEEE 802.11 令牌环网的基本原理 广域网 广域网的基本概念 PPP HDLC协议 数据链路层设备 网桥的概念和基本原理 局域网交换机及其工作原理 考点和要点分析 核心考点： 流量控制与可靠传输机制、CSMA/CD原理

课时一 一、计算机网络协议 负责在网络上建立通信通道和控制通过通道信息的规则 协议依赖于网络体系结构，由硬件和软件共同实现 二、计算机网络协议的组成 语意：信息的含义 语法：如何表征信息 定时：确定通信速度的匹配和时序 三、开放系统互联基本参考模型OSI 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 四、网络协议的概念 网络协议：计算机网络和分布系统中互相通信的对等实体之间交换信息时必须遵守的规则的集合 网络体系结构：指通信系统的整体的一个设计方法，也是计算机之间相互通信的层次、以及各层中的协议和层次之间的接口的集合，它为网络硬件、软件、协议、 存取控制和网络拓扑提供标准 SNA：IBM公司独立开发的适合于自己公司的网络体系结构 System Network Architecture DNA：DEC公司独立开发的适合于自己的网络体系结构，Data Network Architecture OSI/RM：由ISO(国际标准化组织)统一规定的参考模型，Open Standard Interconnection （开放互联系统参考模型） 课时二 OSI七层参考模型：（逻辑结构） 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 OSI七层参考模型的缺点： OSI实现其来非常复杂，且运行效率低 OSI标准的制定周期太长，因而使得按OSI标准生产的设备无法及时进入市场

ICMP协议 简介 ICMP–INTERNET CONTROL MESSAGE PROTOCOL 网络控制信息协议 ICMP负责传递IP协议或更高层协议的差错报文以及其他需要注意的信息，正式规范在RFC792 ICMP报文在IP数据报内部被传输 ICMP报文格式与类型 类型字段有15个不同的值，描述不同类型的ICMP报文，同一个类型下用代码字段描述不同报文 检验和是整个ICMP报文的检验和，不只是针对头部 下面是ICMP报文的类型 最后两列描述了ICMP报文是查询报文还是差错报文，下面重点讲述差错报文 ICMP差错报文 ICMP差错报文格式 发送一份ICMP差错报文时，报文始终包含IP的首部和产生ICMP差错报文的IP数据报的前八个字节 举个例子，UDP端口不可达时返回的ICMP差错报文如下 根据产生差错的数据报IP首部可以让接收ICMP差错报文的主机知道IP的上层协议是什么，例子中就是UDP协议，然后就可以知道后面8个字节是UDP首部，从UDP首部中主机可以知道UDP的源端口号和目的端口号，进而把数据传输给端口对应的进程程序。 ICMP差错报文产生条件 下面的情况不会导致产生ICMP差错报文 ICMP差错报文不会导致ICMP差错报文，单ICMP查询报文可以 目的地址是广播地址或者多播地址的IP数据报 作为链路层广播的数据报 不是IP分片的第一片 源地址不是单个主机的数据报

数据链路层实现的三大功能分别为： (1) 封装成帧 (2) 透明传输 (3) 差错控制 1、 封装成帧 封装成帧 就是在一段数据前后 分别加入首部和尾部 ，构成了一个帧。 接收端在收到物理层上交的比特流后。能依据首部跟尾部的标记。从收到的比特流识别帧的開始和结束。 此外，首部跟尾部还包含很多必要的控制信息。 在发送帧时，是 从帧首部開始发送。各种数据链路层协议都要对帧首尾部格式有明白的规定。每一种协议都限定了帧的数据部分长度上限----- 最大传输单元MTU。 附：最大传输单元MTU (笔者腾讯一面亲历) 一个UDP报文能传输的最大数据为多大？ 以太网的数据链路层规定了最大传输单元MTU=1500（字节），那么实际上一个IP数据报最长也就是1500 字节，而IP数据报又是由UDP报文或TCP流封装得到的，那么一个UDP报文最大长度为1500-20=1480.20为IP数 据报的首部长度。 而在运输层。UDP也有自己的首部（8字节），所以在应用层一个UDP报文能传递的最大数据 为1500-20-8=1472（字节） 2 、透明传输 什么是透明传输，为什么须要透明传输？看下图： 解决透明传输的方法： 1、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)。 2、字节填充或字符填充—

3-01 数据链路 ( 即逻辑链路 ) 与链路 ( 即物理链路 ) 有何区别 ? “ 电路接通了 ” 与 ” 数据链路接通了 ” 的区别何在 ? 答：链路是从一个结点到相邻结点的一段物理通路，中间没有任何其他的交换结点。 数据链路：在物理链路上添加了控制协议，对数据的传输进行控制，把视线协议的硬件和软件添加到物理链路上就形成了数据链路。 3-02 数据链路层中的链路控制包括哪些功能 ? 试讨论数据链路层做成可靠的链路层有哪些优点和缺点 . 答： 封装成帧：添加帧定界符，接收端可以知道接受的帧是否完整。 流量控制：接收方在缓冲区快满的时候通知发送方让他降低发送速度，避免缓冲区溢出发生丢包现象。 差错检验：帧检验序列FCS。 将数据和控制信息区分 开 透明传输：无论什么样的比特组合都能够按照原样没有查错地通过数据链路层。 链路层的优点和缺点取决于所应用的环境：对于干扰严重的信道，可靠的链路层可以将重传范围约束在局部链路，防止全网络的传输效率受损； 对于优质信 道，采用可靠的链路层会增大资源开销，影响传输效率。 3-03 网络适配器的作用是什么 ? 网络适配器工作在哪一层 ? 答：（1）进行串行到并行的转换 （2）对数据进行缓存 （3）对计算机的操作系统安装设备驱动程序 网络适配器（网卡）工作在数据链路层和物理层，在数据链路层负责CSMA/CD协议

一、简介 IP协议本身没有为终端系统提供直接的方法来发现那些发往目的地址失败的IP数据包。此外，IP没有提供直接的方式来获取诊断信息（例如，哪些路由器在沿途中被使用了或使用一种方法来估计往返时间）。为解决这些不足之处，将一个特殊的Internet控制报文协议（Internet Control Message Protocol,ICMP）与IP结合使用，以便提供与IP协议层配置和IP数据包处置相关的诊断和控制信息。 ICMP通常被认为是IP层的一部分，它需要在所有IP实现中存在。它使用IP协议进行传输。因此，确切地说，它既不是一个网络层协议，也不是一个传输层协议，二是位于两者之间。 ICMP负责传递可能需要注意的差错和控制报文。ICMP报文通常是由IP层本身、上层的传输协议（TCP/UDP等），甚至某些情况下是用户应用触发执行的。请注意， ICMP并不为IP网络提供可靠性，它只是表明了某些类别的故障和配置信息 。最常见的丢包（路由器缓冲区溢出）并不会触发任何的ICMP信息，由其他协议如TCP来处理这种情况。 鉴于ICMP能够影响重要的系统功能操作和获取配置信息，黑客们已经在大量攻击中使用ICMP报文。由于担心这些攻击，网路管理员经常会用防火墙封阻ICMP报文，特别是在边界路由器上。如果ICMP被封锁，大量的诊断程序（例如ping、traceroute）将无法正常工作。 1