计算机网络-自定向下方法之链路层

七月箴言

万物之中，希望最美；最美之物，永不凋零。—— 斯蒂芬·金

第六章

本章链路层和局域网

一、链路层概述

运行链路层协议的任何设备（所有运行链路层协议的主机,路由器,交换机,WiFi接入点）称为节点。把沿着通信路径连接相邻节点的通信信道称为链路。

1.1链路层提供的服务：

• 成帧。在每个网络层数据报经链路传送之前，几乎所有的链路层协议都要将其用链路层帧封装起来。一个帧由一个数字字段和若干首部字段组成，其中网络层数据报就插在数据字段中。帧的结构由链路层协议规定。

• 链路接入。媒体访问控制协议（Medium Access Control, MAC）协议规定了帧在链路上传输的规则。

• 可靠交付。当链路层协议提供可靠交付服务时，它保证无差错地经链路层移动每个网络层数据报。事实上了链路层可靠交付被认为是一种不必要的开销,很多链路层协议不提供可靠交付服务

• 差错检测和纠正。是在本地纠正,而非让数据重传。

1.2链路层在哪里实现

链路层的主题部分是网络适配器,适配器的核心是一个实现了许多链路层服务的专用芯片,称为控制器.控制器的许多功能都是硬件实现的.尽管链路层的许多功能都是硬件实现的,但有少部分是由运行在CPU中软件实现的。链路层是硬件和软件的结合体。

二、差错检测和纠正技术

在发送节点，为了保护比特免受差错，使用差错检测和纠正比特（Error-Detection and-Correction, EDC）来增强数据D。通常，要保护的数据不仅包括从网络层传递下来需要通过链路传输的数据报，而且包括链路帧首部中的链路的寻址信息、序号和其他字段。链路级中的D和EDC都被发送到接收节点。

• 奇偶校验:在数据中附加一个比特,是的数据和附加数据中1的总数是偶数(偶校验)或奇数(奇校验),接收方检查其中的1的数量查看是否出现错误.实际中使用的是二维奇偶校验,可以找出错误比特的位置并纠正。

• 检验和:把数据中的比特加起来作为检验和,接收方校验检验和。

• 循环冗余检测(CRC):CRC编码也称为多项式编码，因为该编码能够将要发送的比特串看作为系数是0和1一个多项式，对比特串的操作被解释为多项式算术。

三. 多路访问链路和协议

网络链路有两种类型:点对点链路和广播链路.点对点就是一个发送方和一个接收方,发送方的数据只有接收方收到.广播链路是多个节点连接到相同的,单一的,共享的广播链路上,任何一个节点传输一个帧,其他的节点都会收到这个帧的副本.在广播链路中,因为任何一个节点都可以传输帧,所以多个节点可能回同时传输,这时就会出现碰撞.当碰撞发生后,帧就损坏了。

链路层技术中可以将任何链路层协议划分为以下三种类型之一:信道划分协议, 随机接入, 协议,轮流协议。