功能
两种信道
- 1.点对点信道
  - PPP(Point to Point)
    - 如何实现透明传输
      - 异步传输-字节填充
      - 同步传输-比特填充
- 2.广播信道
局域网、广域网
设备

研究思想

功能

基本概念

链路（物理链路）：从一个节点到相邻节点的一段物理线路
数据链路（逻辑链路）：物理链路加上必要的通信协议

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
链路管理，连接的建立、维持、释放
1.封装成帧
对来自网络层的IP数据报进行收尾封装。接收方在收到物理层上交的比特流，就能根据首部和尾部的标记，进而识别帧的开始和结束。 ——帧同步
首部和尾部包含很多控制信息，其一个重要作用就是帧定界。
字符计数法
缺点：鸡蛋放在一个篮子了。（若帧首部出错）

字符（节）填充法

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FQE9CKAGPDPEQD{]6LK5DZX.png
如果转义字符也出现数据中，那么就在转义字符前再插入一个转义字符

零比特填充法

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违规编码法

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2.透明传输

不管所传数据是什么样的比特组合，都应当能够在链路上传送。

流量控制。限制发送方发送速率

3.差错控制（帧错/位错）
由噪声引起，分为随机热噪声、冲击噪声。

位错（比特错）：

检错编码

奇偶校验码
适用在一些数据量不大的场景，例如单片机
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奇校验码：只能检查出奇数个比特的错误，检错能力为50%
偶校验码

循环冗余码CRC检验
只能做到对帧的无差错接受。
但不是可靠传输：数据链路层发送端发送甚么，接收端就收到甚么。

纠错编码
会添加很多冗余信息，其实是没有必要的。

海明码
发现双比特错，纠正单比特错
确定校验码位数r

海明不等式
r为冗余位的个数，k为原始数据的个数
TM2KYF~6$)K9@D93R1]KRVC.png

确定校验码和数据的位置

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异或的方法：同零异1
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检错并纠错

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比特位出错，1变成0,0变成1

帧错：帧丢失、重复帧、帧失序

流量控制与可靠传输原理
这里的停止等待协议是用来讨论可靠传输的原理，因此并不考虑数据是在哪一个层次上。数据都称为分组
数据链路层流量控制：接收方控制发送方的发送速率，接收方不能接受就不回复确认帧。
传输层流量控制：接收端给发送端一个窗口公告
可靠传输：发送方发送什么，接收方就接受什么
滑动窗口就是用来解决流量控制和可靠传输问题
滑动窗口的大小限制了发送端的发送速率
停止等待所采用的自动重传协议确保了可靠传输

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流量控制-停止等待协议

停止等待是一种特殊的滑动窗口方法，是发送端和接收端窗口大小为1。
每发送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个帧。

1.无差错情况

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2.帧丢失，帧错误

当接收端收到错误的帧时，将之丢弃，同时也不发送确认消息，待超时计时器过时后，发送方再次发送
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3.ACK丢失

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4.ACK迟到

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信道利用率

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信道吞吐率

信道利用率*发送方的发送速率

流量控制-滑动窗口协议

窗口大小固定。
只有当接收端发送确认帧后，发送方的窗口才能前进一格

后退N帧协议GBN

选择重传协议SR

两种信道

1.点对点信道

PPP(Point to Point)

IETF在设计互联网体系结构时把最复杂的部分放在TCP协议中，而网际协议IP则相对比较简单，它提供的是不可靠的数据报服务。在这种情况下，数据链路层没有必要提供比IP协议更多的功能。
因此，对数据链路层的帧，不需要纠错，不需要序号，也不需要流量控制。把“简单”作为首要的需求。 保证无差错接受，不是可靠传输

如何实现透明传输

异步传输-字节填充

W3PN)GC2N9P[8Z166[]L9H4.png

同步传输-比特填充

为什么用5个1，因为0x7E是0，6个1，0
02TGI(]DT9YAU(M82G]7M2L.png

2.广播信道

媒体共享技术

静态划分信道

时分复用
统计时分复用
频分复用
波分复用
码分复用
动态媒体接入控制（多点接入）Media address control,MAC
随机接入
受控接入，多点线路探询，轮询
CSMA/CD协议
CSMA/CD：载波监听多点接入/碰撞检测
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以太网措施

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要点：
载波监听：边发送，边监听。
碰撞检测：在发送过程中检测信道，为了及时发现如果有其他站也在发送，就立即中断本站的发送
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帧结构

硬件地址、物理地址、MAC地址，共48位，前三字节由IEEE的注册管理机构RA分配，后三字节由生产厂商自行分配
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MAC帧的格式

以太网有两个标准，分别是DIX Ethernet V2和IEEE 802.3标准
这里主要介绍V2标准。
数据段长度46~1500。整个
帧长度64~1518
数据段必须长度必须大于46字节，当不足时，在后面填充整数字节的填充字节。
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设备（扩展以太网）

物理层

使用光纤
集线器将多个以太网连接构成更大范围的多级星型结构的以太网
数据链路层
网桥：
将电信号转换为比特流，从中识别出帧，并检查帧的目的MAC地址，并查找网桥中的地址表，确定将帧转发到哪一个端口，或者将它丢弃。
以太网交换机：
1990年问世的交换式集线器（switching hub）可明显提高以太网性能。降低了发生碰撞的概率。具有N个端口的以太网交换机有N个碰撞域。
对传统的10Mbit/s共享式以太网，若有10个用户，则每个用户占有的平均带宽是1Mbit/s。若用以太网交换机来连接这些主机，则每台主机在通信时是独占带宽，总容量变为100Mbit/s
帧交换表（地址表）：通过自学习算法建立起来
虚拟局域网
以太网会产生大量的广播帧，许多部门共享同一个局域网也不太安全。

局域网、广域网
设备

数据链路层

功能

基本概念

1.封装成帧

字符计数法

字符（节）填充法

零比特填充法

违规编码法

2.透明传输

3.差错控制（帧错/位错）

位错（比特错）：

检错编码

奇偶校验码

循环冗余码CRC检验

纠错编码

海明码

流量控制与可靠传输原理