数据链路层的三个基本问题怎么解决

PS:我们已经说过了物理层的作用是要尽可能地屏蔽掉不同传输媒体和通信手段的差异。

这样能使物理层上面的数据链路层感觉不到这些差异。

物理层传输的是比特，那么数据链路层传输的又是什么呢？又该如何传输呢？

数据链路层也是属于计算机网络的底层，也是基于信道传输的。数据链路层的使用的信道主要有点对点信道和广播信道。

点对点信道

这种信道使用的是一对一的点对点的通信方式。我们先来看一下什么是链路、数据链路，二者的区别？

链路和数据链路

所谓链路（link）其实就是指从一个结点到相邻结点的一段物理线路（有线或无线），中间没有任何其他的交换结点。可知，一条链路只是一条通路的一个组成部分。

而数据链路（datalink）则是另一个概念，我们应该知道在一条线路上传输数据，仅有物理线路还不够，还需要一些必要的通信协议来控制这些数据的传输。

若把实现这些协议的硬件加软件加到链路上，就构成了数据链路。

PS:现在最常用的是使用网络适配器即网卡（硬件+软件）来实现这些协议，所以一般的网络适配器都包括了数据链路层和物理层这两层的功能。

帧及传输的三个问题

在数据链路层的协议数据单元PDU是帧，现在再来说一下数据链路层的任务（作用）：数据链路层把网络层交下来的数据（网络层的PDU是IP数据报或叫分组，包）构成帧发送到链路上，以及把接受到的帧中的数据取出来并上交给网络层。

我们已经说过了在数据链路层中应该有一些协议来控制帧的传输，数据链路层的协议有许多种，但都需要解决三个基本的问题：封装成帧、透明传输、差错检测。下面分别讨论这三个问题。

1、封装成帧：封装成帧(framing)就是在一段数据的前后分别添加首部和尾部，然后就构成了一个帧。

为什么要封装成帧？这一点我们从分组交换的概念中应该能够知道一些，因为在互联网上传送的数据都以分组（IP数据报）为传送单位，而网络层的下一层就是数据链路层，将分组加上首部和尾部就变成了帧。

首部和尾部的一个重要作用就是帧定界（确定帧的界限），当然也包括一些重要的控制信息。

显然，为了提高帧的传输效率，应当使帧的数据部分（IP数据报）尽可能地大于首部和尾部的长度。

当是每一种链路层的协议都规定了帧的数据部分的最大长度--MTU，下面的图给出了帧的首部和尾部的位置，以及帧的数据部分和MTU的关系。

当数据是由

数据链路层三个基本问题如何解决

数据链路层使用的信道主要以下两种类型：

链路(link)就是从一个结点到相邻结点的一段物理线路(有线或无线),而中间没有王何其他的交换结点。

在进行数据通信时,两台计算机之间的通信路径往往要经过许多段这样的链路。

可见链路只是一条路径的组成部分。

数据链路(datalink则是另一拿概念。

这是因为当需要在一条线路上传送数据时,除了必须有一条物理线路外,还必须有一些必要的通信协议来控制这些数据的传输(这将在后面几节讨论),若把实现这些协议的硬件和软件加到链路上,就构成了数据链略。

现在最常用的方法是使用网络适配器(既有硬件,也包括软件)来实现这些协议。

一般的适配器都包括了数据链路层和物理层这两层的功能。

数据链路层的协议数据单元——帧。

数据链路层协议有许多种,但有三个基本问题则是共同的。这三个基本问题是:封装成帧、透明传输和差错检测。

能实现可靠传输的高级数据链路控制HDLC当初比较流行的。对于点对点协议PPP则是目前使用的最广泛的数据链路协议。

PPP协议就是用户计算机和ISP进行通信时的数据链路层的协议。

PPP协议有三个组成部分:

由于在发送端进行了字节填充,因此在链路上传送的信息字节数就超过了原来的信息字节数。但接收端在收到数据后再进行与发送端字节填充相反的变换,就可以正确地恢复出原来的信息。

PPP协议用在SONET/SDH链路时,使用同步传输(一连串的比特连续传送)而不是异步传输(逐个字符地传送),在这种情况下,PP协议采用零比特填充方法来实现透明传输。

零比特填充的具体做法是:在发送端,先扫描整个信息字段(通常用硬件实现,但也可用软件实现,只是会慢些),只要发现有S个连续1,则立即填入一个0,因此经过这种零比特填充后的数据,就可以保证在信息字段中不会出现6个连续1,接收端在收到一个额时,先找到标志字段F以确定一个帧的边界,接着再用硬件对其中的比特流进行扫描。

垂当发现5个连续1时,就把这5个连续1后的一个0删除,以还原成原来的信息比特流(图3-11),这样就保证了透明传输;在所传送的数据比特流中可以传送任意组合的比特流,而不会引起对帧边界的错误判断。

局域网的特点：网络为一个单位所拥有，且地理范围和站点数目均有限。

局域网所具有的主要优点：

局域网的拓扑结构有：星形网、环形网，总线网。

共享信道对于共享通信媒体资源的两种方法；

计算机与外界局域网的连接是通过通信适配器进行。

为了通信的方便以太网采取两种措施：

CSMA/CD协议的要点：

可以把CSMA/CD协议的要点归纳如下: