第三章数据链路层.doc

数据链路层是计算机网络中负责物理层之上通信的重要层次，它主要负责在两个相邻结点之间提供数据传输服务。本章重点讲述了在点对点信道和广播信道上数据链路层的工作原理和协议。 点对点信道与广播信道是两种常见的通信方式。点对点信道采用一对一的通信模式，而广播信道则采用一对多的广播方式，后者通常需要更复杂的协议来协调多个接收者。数据链路层的主要任务是将网络层的IP数据报封装成帧，通过物理链路进行传输，并确保数据的完整性和正确性。 数据链路层的主要组件包括链路（物理线路）和数据链路（逻辑链路）。物理链路是物理线路，而数据链路则在物理链路基础上添加了通信协议，如以太网协议。网络适配器（网卡）是数据链路层和物理层的硬件实现，它包含了执行协议所需的硬件和软件。 数据链路层处理的三个基本问题是封装成帧、透明传输和差错检测。封装成帧是通过在数据前后添加首部和尾部来定义帧的边界，并包含控制信息。帧的大小受限于最大传送单元（MTU），帧界定通常使用特定的帧定界符，如SOH和EOT。透明传输确保任何数据都能无阻碍地通过数据链路层，通过字节填充来避免帧界定符引起的误识别。差错检测通常使用循环冗余校验（CRC），通过计算冗余码并将其添加到数据中，接收方通过相同的算法验证数据的完整性。 CRC是一种有效检测比特差错的机制，通过除法运算生成一个冗余码，如果接收的数据除以生成多项式后余数为零，那么数据被认为无误。然而，CRC无法检测出帧丢失、重复或失序等问题，因此它不能提供完全可靠的传输。 点对点协议（PPP）是用于点对点链路的常用协议，它满足简单、封装成帧、透明传输和支持多种网络层协议的需求。PPP协议不提供纠错、序号或流量控制，仅通过CRC校验来接收无差错的帧。 数据链路层是构建网络通信的关键层次，它处理物理层之上的帧级传输，确保数据的正确无误。点对点信道和广播信道的特性，以及PPP协议的使用，共同构成了网络通信的基础。理解这些知识点对于深入学习计算机网络至关重要。