第5章数据链路层和局域网New.ppt

数据链路层是计算机网络体系结构中的一个重要层次，主要负责在网络的物理层之上提供可靠的数据传输服务。在《第5章数据链路层和局域网》中，讲解了数据链路层的基本概念、服务、错误检测与校正、多点访问技术、链路层寻址、以太网以及链路层交换等核心内容。 数据链路层的主要任务是在相邻节点间传输数据帧，这些节点可能是主机和路由器，或者是路由器和路由器，甚至主机和主机。数据链路层通过链路层协议处理网络层的数据报，将其封装成帧，并在两端节点间进行可靠传输。帧包含了头部信息，用于错误检测和链路层寻址，同时也包含数据主体。 错误检测和校正是数据链路层的关键功能，它通过添加冗余数据（如奇偶校验位）来检测传输过程中的错误。奇偶校验是最简单的错误检测方法，它确保数据中的“1”数量为奇数或偶数，从而检测单个比特错误。二维奇偶校验则进一步增强了错误检测能力，能够检测并修正单比特错误。然而，这些方法并不能保证100%的错误检测，且较大的校验字段虽然能提高检测和纠正效果，但也会增加数据传输的开销。 多点访问技术主要针对共享广播信道的情况，如局域网（LAN）中的以太网。在多点访问网络中，多个设备共享同一物理介质，需要解决冲突避免和媒体访问控制问题。例如，以太网采用CSMA/CD（载波监听多路访问/碰撞检测）协议，允许设备在检测到介质空闲时发送数据，若发生碰撞则退避重试。 链路层寻址则是数据链路层中的另一关键特性，它为每个设备分配物理地址，如MAC地址，以便在局域网中识别和定位设备。当设备需要与其他网络设备通信时，地址解析协议（ARP）用于将IP地址转换为对应的MAC地址，实现不同层次地址间的映射。 此外，数据链路层还介绍了特定的链路层技术，如以太网，这是最广泛使用的局域网标准，支持高速数据传输。以太网技术包括集线器、网桥和交换机，它们分别扮演着不同的角色，如扩展网络覆盖范围、隔离冲突域和实现更高效的数据转发。 PPP（点对点协议）是一种在两个直接相连的设备间提供数据链路层服务的协议，常用于拨号连接和广域网连接。而链路虚拟化技术，如ATM（异步传输模式）和MPLS（多协议标签交换），则为实现更高效、灵活的网络路由提供了可能。 数据链路层是网络通信的基础，它通过各种机制确保数据在物理链路上的正确传输，同时处理多设备共享介质的访问问题，以及实现网络层和物理层之间的有效交互。