第三章 数据链路层
目录
大纲要求
核心考点
知识点讲解
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
3.5.1 介质访问控制分类
3.5.2 信道划分介质访问控制
3.5.3 随机访问介质访问控制
3.5.4 轮询访问介质访问控制
3.6 局域网
3.6.1 局域网的基本概念与体系结构
3.6.2 以太网的工作原理
3.6.3 以太网的MAC帧
3.6.4 以太网的传输介质
3.6.5 高速以太网
3.6.6 无线局域网
3.6.7 令牌环网的工作原理
3.7 广域网
3.7.1 广域网的基本概念
3.7.2 PPP
3.7.3 HDLC协议
3.8 数据链路层设备
3.8.1 网桥的概念和基本原理
3.8.2 网桥的分类
3.8.3 局域网交换机及其工作原理
3.8.4 各层设备的广播域、冲突域及总结
大纲要求
(一)数据链路层的功能
(二)组帧
(三)差错控制
- 检错编码
- 纠错编码
(四)流量控制与可靠传输机制
- 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
(五)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、CSMACD协议、CSMA/CA协议
- 轮询访问介质访问控制:令牌传递协议
(六)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
(七)广域网
- 广域网的基本概念
- PPP
- HDLC协议
(八)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
核心考点
- 流量控制与可靠传输机制、CSMA/CD原理，特别是争用期和截断二进制指数退避算法
- 网桥的概念和基本原理
- 组帧机制和差错控制记住，特别是循环冗余码和海明码需重点掌握
- 以太网的MAC帧格式
知识点讲解
3.1 数据链路层的功能
数据链路层一般包含3种基本服务：
- 无确认的无连接服务
- 有确认的无连接服务
- 有确认的有连接服务
数据链路层的主要功能如下：
- 链路管理：负责数据链路的建立、维持和释放，主要用于面向连接的服务
- 帧同步：接收方确定收到的比特流中一帧的开始位置与结束位置
- 差错控制：用于使接收方确定接收到的数据就是由发送方发送的数据。
- 透明传输
3.2 组帧
- 字符计数法
- 字节填充的首位界符法
- 比特填充的首位标志法
- 物理编码违例法
3.3 差错控制
3.3.1 检错编码
- 奇偶效验码
- 循环冗余码
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
3.5 介质访问控制
3.5.1 介质访问控制分类
- 信访划分介质访问控制
- 随机访问介质访问控制
- 轮询访问介质访问控制
其中1是静态分配信道的方法，2、3是东岱分配信道的方法
3.5.2 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
3.5.3 随机访问介质访问控制
3.5.4 轮询访问介质访问控制
3.6 局域网
3.6.1 局域网的基本概念与体系结构
1.局域网最主要的特点
- 局域网为一个单位所拥有
- 地理范围和站点数目有限
- 与以前非光纤的广域网相比，局域网具有较高的数据率、较低的时延和较小的误码率
2.局域网的主要优点
- 具有广播功能
- 便于系统的扩展和演变，各设备的位置可灵活地调整和改变
- 提高了系统的可靠性、可用性
- 各站为平等关系而不是主从关系
3.局域网的主要技术要素
局域网的主要技术要素包括网络拓扑结构、传输介质与介质访问控制方法。其中，介质访问控制方法是最为重要的技术要素，决定着局域网的技术特性。
4. 局域网的主要拓扑结构
局域网的主要拓扑结构包括星形网、环形网、总线型网和树形网( 星形网和总线型网的结合)。
5.局域网的主要传输介质
局域网的主要传输介质包括双绞线、铜缆和光纤等，其中双绞线为主流传输介质。
6.局域网的主要介质访问控制方法
局域网的主要介质访问控制方法包括CSMA/CD、令牌总线和令牌环。前两种作用于总线型网，令牌环作用于环形网。IEEE的802标准定义的局域网参考模型只对应于OSI参考模 型的数据链路层和物理层，并且将数据链路层拆分为两个子层:逻辑链路控制(LLC) 子层和媒体接入控制(MAC)子层。与接入到传输媒体有关的内容都放在MAC子层，而LLC子层与传输媒体无关。
由于以太网在局域网市场中取得了垄断地位，DIX Ethernet V2标准被广泛使用，而802委员会制定的LLC子层作用已经不大，现在很多网卡上仅装有MAC协议而没有LLC协议，因此局域网的考点重心应该围绕以太网，本书也将会着重讲解以太网。
3.6.2 以太网的工作原理
3.6.3 以太网的MAC帧
3.6.4 以太网的传输介质
3.6.5 高速以太网
3.6.6 无线局域网
1. 无线局域网的组成
- 有固定基础设施的无线局域网的组成
- 无固定基础设施的无线局域网的组成
2. IEEE 802.11标准中的物理层
IEEE 802.11标准中的物理层有以下3种实现方法：
- 跳频扩频，(FHSS)
- 直接序列扩频(DSS)
- 红外线(IR)
3. IEEE 802.11标准中的MAC层
3.6.7 令牌环网的工作原理
3.7 广域网
3.7.1 广域网的基本概念
广域网通常是指覆盖范围很广的长距离网络