数据链路层

1、数据链路层功能概述 一、数据链路层功能概述 二、数据链路层基本概念 三、数据链路层功能概述 2、封装成帧&透明传输 一、数据链路层功能概述 二、封装成帧 三、透明传输 四、字符计数法 五、字符填充法 六、零比特填充法 七、违规编码法 3、差错控制（检错编码&纠错编码） 一、差错从何而来 二、数据链路层的差错控制 三、检错编码——奇偶校验码 四、检错编码——CRC循环冗余码 五、纠错编码——海明码 4、流量控制与可靠传输机制 一、数据链路层的流量控制 二、流量控制的方法 三、可靠传输、滑动窗口、流量控制 四、脑图梳理 5、停止—等待协议 一、停止等待协议 二、停等协议——无差错情况 三、停等协议——有差错的情况 四、停等协议性能分析 五、信道利用率 六、脑图梳理 6、后退N帧协议（GBN） 一、停等协议的弊端 二、后退N帧协议中的滑动窗口 三、GBN发送方必须响应的三件事 四、GBN接收方要做的事 五、滑动窗口的长度 六、GBN协议重点总结 七、习题 八、GBN协议性能分析 九、脑图梳理 7、选择重传协议（Selective Repeat） 一、GBN协议的弊端 二、选择重传协议中的滑动窗口 三、SR发送方必须响应的三件事 四、SR接收方要做的事 五、滑动窗口长度 六、SR协议重点总结 七、习题 八、脑图梳理 8、ALOHA协议 一、介质访问控制 二、ALOHA协议 三

由于数据链路层MTU（最大传输单元）的限制，TCP/IP协议传送字节数比较大的数据时，发生IPv4报文分片现象（Fragmentation）。假设用户数据有5690字节，采用UDP传输，数据链路层MTU=1500字节，IPv4 分片示意图如下 分片编号 IPv4报文字节数 分片偏移量(FO) 用户数据字节数 0 1500=20(IPv4 Header)+8(UDP Header)+1472(用户数据) 0 1472 1 1500=20(IPv4 Header)+1480(用户数据) 185=1480/8 1480 2 1500=20(IPv4 Header)+1480(用户数据) 370=1480*2/8 1480 3 1500=20(IPv4 Header)+1480(用户数据) 555=1480*3/8 1480 4 68=20(IPv4 Header)+48(用户数据) 740=1480*4/8 48 累计 6068字节 / 5690字节 几点注意： 1. 分片现象发生在IP层（网络层）。被分片的数据是来自上层，也就是TCP/UDP层。因此，首个分片带有TCP Header或UDP Header，其余分片不带。 2. 最后一个分片的IPv4报文长度 ≤ MTU字节数；其他分片的IPv4报文长度 == MTU字节数 3. More Fragments（MF）标志

回顾： 物理层 定义了网络设备的机械特性，电气特性，功能特性，过程特性 数据通信的基础知识：数字信号，模拟信号...... 频分多路复用 时分多路复用 数据链路层 ：将数据包封装成帧，透明封装，无差错接收 点到点线路的数据链路层 ppp协议 广播信道的数据链路层 CSMA/CD 协议 以太网 集线器 网桥 交换机 100M 1000M 10000M 1、网络层其实就是： 负责在不同网络之间尽力转发数据包，基于数据包的IP的地址转发。 加上IP地址，在不同的网络路径中进行转发数据。不负责丢包，重传，以及转发数据包顺序的事。 传输层 将数据进行分段。 2、 路由器是三层设备： 因为路由器要选择路径，就得能看到网络层的地址。数据包在网络这一层，就会变得非常简单。 3、互联网络与虚拟互联网络： (1)互联网互联的设备 中间设备又称为中间系统或中继(relay)系统。 ->物理层中继系统：转发器(repeater)，有点像集线器。 ->数据链路层中继系统：网桥或桥接器(bridge)。 ->网络层中继系统：路由器(router)。 ->传输层/应用层中继系统：网关(gateway)器。 网关就是路由器接口的地址。一般是本网段第一个地址。 (2)网络需要解决的问题 (3)虚拟网络把复杂的Internet看成一个网络，化简问题。虚拟互联网络就是逻辑互联网络

一.流量控制 1.1 较高的发送速度 和 较低的接收能力 的不匹配，因此流量控制也是数据链路层的一项重要工作。 1.2 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。 1.3 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。 1.4 流量控制的方法 停止-等待协议 :每发完一个帧就停止发送，等待对方的确认，在收到确认后再发送下一帧。发送窗口大小为1，接收窗口大小为1(滑动窗口的特例)。 滑动窗口协议(窗口大小固定) - 后退N帧协议(GBN) :发送窗口大小大于1，接收窗口大小为1； - 选择重传协议(SR) ：发送窗口大小大于1，接收窗口大小大于1； 1.5.可靠传输、滑动窗口、流量控制区别 可靠传输:发送端发送，接收端就接收。 流量控制:控制发送速率，使接收方有足够的缓冲空间来接收每一帧。 滑动窗口解决： -流量控制:收不下数据，就不发送确认帧。 -可靠传输：发送方自动重传。 二.停止-等待协议 2.1 数据帧丢失或检测到帧出错 超时计时器:每次发送一个帧就启动一个计时器。 超时计时器设置的重传时间应当比帧传输的平均RTT更长。 超时重传：发送完一个帧后，还需要保存该帧的一个副本，以备超时重传。 数据帧和确认帧必须编号。根据编号可以判断是否重复。 2.2 确认帧丢失 2.3 确认帧迟到(ACK迟到) 2.4

网络的功能:(了解) 1.通信交往 2共享资源 3计算机之间和计算机用户之间的协同工作 网卡及其驱动 物理层和数据链路层 网卡应该是数据链路层 hub 物理层协议级 网桥 数据链路层 中继器 物理层,信号放大增强 路由器 网络层 网关 传输层 交换机 数据链路层 wan和lan的不同在物理层和数据链路层之间 收发器 （aui to rj45 转接口） 物理层 来源： https://www.cnblogs.com/goodloop/archive/2004/10/18/53865.html

一、什么是网卡？ 它是主机的网络设备，本身是LAN（局域网）的设备，通过网关、路由器等设备就可以把这个局域网挂接到Internet上。网卡工作在物理层和数据链路层的MAC子层，数据链路层还有LLC层，它在MAC层之上。 网卡按照数据链路层控制来分有以太网卡，令牌环网卡，ATM网卡等；按照物理层来分类有无线网卡，RJ-45网卡，同轴电缆网卡，光线网卡等等。它们的数据链路控制、寻址、帧结构等不同；物理上的连接方式不同、数据的编码、信号传输的介质、电平等不同。普通程序员常用的应该是以太网网卡。 以太网采用的CSMA/CD（载波侦听多路访问/冲突检测）的控制技术。他主要定义了物理层和数据链路层的工作方式。数据链路层和物理层各自实现自己的功能，相互之间不关心对方如何操作。二者之间有标准的接口(例如MII，GMII等)来传递数据和控制。 以太网卡的物理层可以包含很多种技术，常见的有RJ45，光纤，无线等，它们的区别在于传送信号的物理介质和媒质不同。（这些不太是程序员所关心的） 二、网卡的组成 1．网卡的基本结构 以太网网卡包括OSI（开方系统互联）模型的两个层。物理层和数据链路层。物理层定义了数据传送与接收所需要的电与光信号、线路状态、时钟基准、数据编码和电路等，并向数据链路层设备提供标准接口。数据链路层则提供寻址机构、数据帧的构建、数据差错检查、传送控制、向网络层提供标准的数据接口等功能。

一.HTTP简介 HTTP一般指HTTP协议（HyperText Transfer Protocol，超文本传输协议）是因特网上应用最为广泛的一种 网络传输协议 ，所有的 WWW文件 都必须遵守这个标准。HTTP也是一个简单的 请求-响应 协议，它通常运行在 TCP 之上。它指定了 客户端 可能发送给 服务器 什么样的消息以及得到什么样的响应。请求和响应消息的头以 ASCII 码形式给出；而消息内容则具有一个类似 MIME 的格式。 二.TCP/IP TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/网际协议）是指能够在多个不同网络间实现信息传输的协议簇。TCP/IP协议不仅仅指的是TCP 和IP两个协议，而是指一个由FTP、SMTP、TCP、UDP、IP等协议构成的协议簇， 只是因为在TCP/IP协议中TCP协议和IP协议 最具代表性 ，所以被称为TCP/IP协议。 TCP/IP协议在一定程度上参考了OSI的体系结构。 OSI （开放系统互联(Open System Interconnection)）模型共有七层，从下到上分别是物理层、数据链路层、网络层、输层、会话层、表示层和应用层。但是这显然是有些复杂的，所以在TCP/IP协议中，它们被简化为了四个层次。 （1）应用层、表示层

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

目前互联网上使用的主流协议族就是TCP/IP协议族，它是一个分层、多协议的通信体系。 TCP/IP协议族是一个四层协议系统，自低向上分别是数据链路层、网络层、传输层和应用层。下层协议为上层协议提供服务。 数据链路层：实现了网卡接口的网络驱动程序，以处理数据在物理媒介上的传输，数据链路层的相关协议隐藏了不同物理网络上的不同电气特性，为上层协议提供了一个通用的接口。数据链路层两个常用的协议是ARP协议和RARP协议，ARP协议的功能是将根据IP地址获取物理地址，RARP是根据物理地址获取IP地址，通常RARP用于无盘工作站向网络管理者查询自身IP。 网络层实现数据包的选路和转发。网络层的认为是选择路由的中间节点，确定主机之间的通信路径，对上层协议隐藏网络的拓扑连接的细节，使得在传输层和应用层的程序看来两台主机是直接相连的。网络层的核心协议是IP协议，IP协议根据数据包的目的IP地址决定如何投递信息，如果本次无法投递到则选择下一跳路由器，并将数据包交由路由器来转发，最终将数据包顺利投递或者丢弃。网络层还有一个重要的协议就是ICMP协议，ICMP协议是IP协议的重要补充，用于检查网络连接。 传输层为两台主机上的应用程序提供端到端的通信，传输层只关心通信的起始位置和目的端而不在乎数据包的传输细节。传输层和网络层最主要的区别就在于网络层做的主要工作是在于协调数据包的传输细节

OSI，TCP/IP，五层协议的体系结构，以及各层协议 文章目录 OSI，TCP/IP，五层协议的体系结构，以及各层协议 三种体系结构 数据在各层的大概传递的过程如下： 数据链路层的相关协议 点对点协议ppp 网络层的相关协议 地址解析协议ARP 运输层的相关协议 UDP协议 TCP协议 应用层的相关协议 文本传输协议 FTP协议 SNMP 三种体系结构 数据在各层的大概传递的过程如下： 数据链路层的相关协议 数据链路层的协议数据单元为帧 数据链路层的协议有很多种，但三个基本的问题是一样的。这三个基本的问题是：封装成帧，透明传输，差错检测。 帧的具体构造： 透明传输 点对点协议ppp 网络层的相关协议 地址解析协议ARP 在实际的应用中，我们经常会遇到这样的问题：已知一个机器的IP地址，需要找出其相应的硬件地址，ARP协议就是用来解决这个问题的。 运输层的相关协议 UDP协议 TCP协议 应用层的相关协议 文本传输协议 FTP协议 SNMP 来源： CSDN 作者： 安然。。 链接： https://blog.csdn.net/weixin_44791884/article/details/104221859