【數據鏈路層的基本概念】

• 數據鏈路層中數據傳輸的單位是幀（frame）
• 鏈路是一條無源的點到點的物理線路段。
• 數據鏈路除了物理線路外，還必須有通信協議來控制這些數據的傳輸，若把實現這些協議的硬件和軟件加到鏈路上，就構成了數據鏈路。
  • 常見的方法是使用適配器（即網卡），來實現這些協議的硬件和軟件

【數據鏈路層的主要目的】

• 為IP模塊發送和接收IP數據報
• 為ARP模塊發送ARP請求和接收ARP應答
• 為RARP發送RARP請求和接收RARP應答

【數據鏈路層主要功能】

• 鏈路管理：鏈路的建立、維持和釋放
• 幀定界：幀同步，成幀
• 流量控制：使收方來得及接收
• 差錯控制：前向糾錯，差錯檢測
• 將數據和控制信息區分開：幀內區分，區分幀內的數據部分和控制部分
• 透明傳輸：能傳輸所有數據，不管上層協議傳送的是視頻文字還是圖片，在數據鏈路層都是把數據按照一定的規則組裝成標準的數據幀
• 尋址：保證每一幀能送到正確的目的站，幀中有目的地址

【數據鏈路層的簡化模型】

　　七個分層之間相當於是黑盒，所以不管各自內部的實現，兩個對等的鏈路層的傳輸過程可以看下圖的模型

【簡單的等待停止協議】

　　發送方：1,從主機取一個數據幀；2,將數據幀發送到數據鏈路層的發送緩存；3,將發送緩存中的數據幀發送出去；4,等待；5,若收到接收方發過來的確認信息，則繼續1操作

　　接收方：1,等待；2,若收到發送結點發送過來的數據幀，則將其放入數據鏈路層的接收緩存；3,將接收緩存中的數據幀上交主機；4,向發送結點發一信息，表示已將數據幀上交主機；5,轉到1操作。

　　重復幀問題：

　　　　每一個數據幀帶上不同發送序號，發送一個新的數據幀就把它的發送序號加一，接收方收到發送重復的幀則丟棄，若是正常的幀，則需要向發送方發送確認幀。

　　超時重傳機制，一定時間內未收到確認進行重傳

　　數據幀的檢錯：循環冗余檢測

【數據鏈路層的HDLC協議】

　　面向比特的規程SDLC（Synchronous Data Link Control）

【PPP協議的工作原理】

　　目前使用最多的數據鏈路層協議是PPP（Point-to-Point Protocol），在使用撥號電話線接入因特網時，一般都是使用PPP協議。

　　由三個部分組成

• • 將IP數據報封裝到串行鏈路的方法。IP數據報搜到最大接收單元MRU（Maximum Receive Unit）限制，MRU的默認值是1500，PPP既支持數據為8位和無奇偶檢驗的異步模式，還支持面向比特的同步連接
  • 鏈路控制協議LCP（Link Control Protocol）。建立、配置和測試數據鏈路連接。它允許通過通信雙方進行協商，以確定不同的選項。
  • 針對不同網絡層協議的網絡控制協議NCP（Network Control Protocol）體系。

• 標誌字段F為0x7E
• 地址字段A只置為0xFF，地址字段實際上並不起作用。
• 控制字段C通常置為0x33，表示PPP幀不使用編號
• PPP是面向字節的，所有的PPP幀的長度都是整數字節

　　　　2個字節的協議字段：0x0021表示信息字段是IP數據報；0xC021表示信息字段是PPP鏈路控制數據；0x8021表示信息字段是網絡控制數據

　　ppp協議不使用序號和確認的可靠傳輸，原因：

• • 數據鏈路層出差錯的概率不大，使用簡單的PPP協議較為合理
  • 在因特網環境下，PPP的信息字段放入的數據是IP數據報，數據鏈路層的考考傳輸並不能保證網絡層的傳輸也是可靠的。
  • 幀檢驗序列FCS字段可保證無差錯接受

　　PPP協議的工作狀態：

• • 當用戶撥號接入ISP（分層服務提供者：Layered Service Provider）時，路由器的調制解調器對撥號做出確認，並建立一條物理連接
  • PC機向路由器發送一系列的LCP（鏈路控制協議Link Control Protocol）分組（封裝成多個PPP幀）
  • 這些分組及其響應選擇一些PPP參數，和進行網絡層配置，NCP給新接入的PC機分配一個臨時IP地址，是PC機成為因特網上的一個主機
  • 通信完畢時，NCP（網絡控制協議 Network Control Protocol）釋放網絡層連接，收回原來分配出去的IP地址，接著LCP釋放數據鏈路層連接，最後釋放的是物理層的連接。

網絡協議筆記-數據鏈路層