使用广播信道的数据链路层

 一、局域网的数据链路层

局域网最主要的特点

网络为一个单位所拥有，且地理范围和站点数目均有限。

局域网具有如下的一些主要优点：
具有广播功能，从一个站点可很方便地访问全网。局域网上的主机可共享连接在局域网上的各种硬件和软件资源。

 局域网的拓扑：

局域网要考虑的一个关键问题是：如何使众多用户合理而方便的共享通信媒体资源

1-静态划分信道
   频分复用
   时分复用
   波分复用
   码分复用
（代价高，不适合局域网）
2-动态媒体接入控制（多点接入）
随机接入（以太网）
受控接入 ，如分散控制的令牌环、集中控制的多点线路探询(polling)，或轮询。（使用少）

二、Ethernet(以太网)

 

以太网在局域网中占有绝对的优势，因此以太网就是局域网。

分类：

传统以太网(10Mb/s)
快速以太网(100Mb/s)
吉比特以太网(1Gb/s)
10吉比特以太网(10Gb/s)

为了通信的简便以太网采取了两种重要的措施

一：采用较为灵活的无连接的工作方式，即不必先建立连接就可以直接发送数据。

以太网对发送的数据帧不进行编号，也不要求对方发回确认。
这样做的理由是局域网信道的质量很好，因信道质量产生差错的概率是很小的。
当目的站收到有差错的数据帧时就丢弃此帧，其他什么也不做。差错的纠正由高层来决定。

二：以太网发送的数据都使用曼彻斯特(Manchester)编码

三、 适配器的作用

 

计算机通过适配器和局域网进行通信

网络接口板又称为通信适配器(adapter)或网络接口卡 NIC (Network Interface Card)，或“网卡”。

适配器的重要功能：

1 进行串行/并行转换。
2 对数据进行缓存。
3 在计算机的操作系统安装设备驱动程序。
4 实现以太网协议。

四、CSMA/CD 协议 

载波监听多点接入/碰撞检测 CSMA/CD
CSMA/CD 表示 Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection。

“多点接入”表示许多计算机以多点接入的方式连接在一根总线上。

“载波监听”是指每一个站在发送数据之前先要检测一下总线上是否有其他计算机在发送数据，如果有，则暂时不要发送数据，以免发生碰撞。
总线上并没有什么“载波”。因此， “载波监听”就是用电子技术检测总线上有没有其他计算机发送的数据信号。

 

“碰撞检测”就是计算机边发送数据边检测信道上的信号电压大小。
当几个站同时在总线上发送数据时，总线上的信号电压摆动值将会增大（互相叠加）。
当一个站检测到的信号电压摆动值超过一定的门限值时，就认为总线上至少有两个站同时在发送数据，表明产生了碰撞。
在发生碰撞时，总线上传输的信号产生了严重的失真，无法从中恢复出有用的信息来。
每一个正在发送数据的站，一旦发现总线上出现了碰撞，就要立即停止发送，否则会浪费网络资源，然后等待一段随机时间后再次发送。

每个站在发送数据前都要监听信道为“空闲”，为什么还会出现碰撞？

当某个站监听到总线是空闲时，也可能总线并非真正是空闲的。
A 向 B 发出的信息，要经过一定的时间后才能传送到 B。
B 若在 A 发送的信息到达 B 之前发送自己的帧(因为这时 B 的载波监听检测不到 A 所发送的信息)，则必然要在某个时间和 A 发送的帧发生碰撞。
碰撞的结果是两个帧都变得无用。