（1）点对点通信：使用一对一的点对点通信方式。
（2）广播信道：一对多的广播通信方式，过程比较复杂，需要使用共享信道协议协调主机的数据发送。
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3.1 点对点通信的数据链路层

3.1.1 数据链路和帧

链路：从一个结点到相邻结点的一段物理链路（有线或无线），中间没有其他交换节点。
帧：数据链路层的协议数据单元（基本数据单元），数据链路层把网络层交下来的数据帧重新封装为帧（添加首尾部分）后发送到链路上，同时也接收帧，将其解封并递交给网络层。
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3.1.2 三个基本问题

（1）封装成帧：在一段数据的前后分别添加首部和尾部，构成帧，首部和尾部的作用是作为帧定界（即确定帧的界限）。为了提高帧的传输速率（首尾是帧开销），应当使帧的数据部分长度尽可能大于首尾商都，不过链路层协议都规定了数据部分的长度上限—最大传输单元MTU。
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（2）透明传输：帧内容中可能出现与帧开始与帧结束相同的字符，因此需要加入转移字符，让这些与帧首尾部相同字符能够透明传输。
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（3）差错检测：在通信链路中传输数据时总会出现一定的错误，比特”1”传输为”0”、帧乱序、帧重复等，一般用CRC进行检错，同时增加了帧编号、确认和重传机制。

3.2 点对点协议PPP

3.2.1 PPP协议的特点

用户需要通过某ISP才能接入互联网，PPP协议是用户计算机和ISP通信时使用的数据链路层协议。
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（1）简单：无需纠错、无需序号、无需流控，最简单就还。
（2）封装成帧：需要帧首尾（帧定界）
（3）透明性：遇到与帧定界符一样的组合时，需要加入转义字符，保证透明传输
（4）支持多种网络层协议：支持多种网络层协议如IP、IPX
（5）多种类型链路：支持在多种链路上运行，串行、并行，同步、异步，电、光
（6）差错检测：对收到的帧进行检测，如做CRC，错帧丢弃
（7）检测连接状态：及时自动检测链路状态是否正常
（8）最大传输单元：设置最大MTU（数据部分）
（9）网络层地址协商：让两个网络层通过协商知道彼此的IP地址
（10）数据压缩协商：协商使用数据压缩算法
PPP协议的组成：
（1）IP数据包封装到链路层，属于PPP帧的Payload部分，也受MTU的限制
（2）建立、配置和测试链路连接的LCP协议（检测连接状态）
（3）网络控制协议NCP，能够支持不同的网络层协议，如IP、DECNet等。

3.2.2 PPP协议的帧格式

首部的第一个字段和尾部第二个字段都是flag标志字段，规定为0x7E，标志字段表示一个帧的开始或结束，连续两帧之间只需要一个标志字段，如果连续出现两个标志字段表示这是一个空帧。
首部的A字段规定为0XFF，控制字段C规定为0x03
首部第四个字段为2字节的协议字段，0x0021是PPP帧的信息字段为IP数据。若为0xC021则表示信息字段为LCP的数据，0x8021表示为NCP的数据。
信息部分为Payload
尾部第一个字段为FCS
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当信息字段中出现和标志字段一样的组合0x7E时，需要使用转义字符，异步传输时转义字符为0x7D，填充方法如下：
（1）每一个0x7E转为两字节序列0x7D,0x5E。
（2）如果信息字段出现了0x7D，则把0x7D转为两字节的0x7D,0x5D
（3）如果穿ASCII码的控制字符(小于0x20)，则需要在前面加一个0x7D且改变其编码(加0x20)，例如出现0x03，则改为0x7D,0x23。
零比特填充如下
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3.2.3 PPP协议的工作状态

（1）用户不好接入ISP，获得从本机到ISP的物理连接，PPP链路从链路静止变为链路建立状态。
（2）发送一系列的链路控制协议LCP分组（封装为多个PPP帧），建立LCP连接。
（3）NCP给新接入的用户分配临时IP地址，这样本机就成为在互联网中拥有IP地址的主机。
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3.3 广播信道的数据链路层

3.3.1 局域网的数据链路层

计算机的硬件地址MAC在适配器的ROM中，计算机的软件地址IP在存储器中

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3.3.2 CSMA/CD协议

（1）多点接入：总线型网络
（2）载波侦听：检测信道，如果信道上没有其他信号传输才能发送
（3）碰撞检测：边发送边听，发现冲突立即停发，等待一段时间后再次监听
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2τ称为争用期（碰撞窗口），经过2τ还没有发生碰撞，则此次传输不会碰撞

3.3.3 使用集线器的星型拓扑

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3.3.4 以太网的信道利用率

以太网单程端到端时延τ和发送时间T0的比为a=τ/T0，要提高a，就必须减小τ和T0的比。
理想情况下，如果不发生碰撞，信道利用率的最大值S=T0/(T0 + τ)=1/1+a，因此a远小于1时，信道利用率才回特别高。
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3.3.5 以太网的MAC层

以太网中硬件地址又叫MAC地址，数据链路层本分为LLC和MAC两层，后来LLC逐渐被淡化，MAC也就是真正意义上的数据链路层，负责介质的接入控制。
MAC帧格式
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3.4 拓展以太网

3.4.1 在物理层拓展以太网

使用集线器，多个以太网（必须使用相同的以太网技术，数据率等需要相同）用集线器互联后，三者会处于同一个冲突域。
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3.4.2 在数据链路层拓展以太网

使用网桥（二层交换机），多个独立的以太网就不是一个冲突域了。
以太网交换机具有自学习功能，在转发后，能够记录端口和对应主机MAC地址的关系，未学习前收到的帧将进行广播。
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3.4.3 虚拟局域网

VLAN，构成虚拟局域网。

3.5 高速以太网

3.5.1 100BASE-T以太网

在双绞线上传输的100Mbps基带信号的星型拓扑以太网，仍然使用CSMA/CD协议，
100BASE-T可在全双工方式下工作而无冲突发生。
100Mbps以太网中，一个网段最大长度为100m，最短帧长为64字节—512bits，因此以太网的争用期为5.12us=512b/100Mbps,帧最小间隔为0.96us

3.5.2 Gbit以太网

1Gbit/s下的全双工和半双工
IEEE802.3帧格式
半双工下使用CSMA/CD，全双工不使用CSMA/CD
与10BASE-T和100BASE-T技术向后兼容

3.5.3 10Gbit以太网和更高带宽的以太网

3.5.4 使用以太网进行宽带接入

PPPoE，PPP协议中的PPP帧封装到以太网中传输
现在的光纤宽带接入FTTx都通过PPPoE的方式接入
大楼楼口会有一个光网络单元ONU，用户根据申请的带宽，直接通过RJ-45接口，接入到该光结点汇接点，然后ONU会直接接入光路由器，最终接入互联网。