電腦網路學習筆記

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資料連結層

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資料連結層屬於電腦網路的低層。資料連結層使用的通道主要有以下兩種類型：

（1）點對點通道。這種通道使用一對一的點對點通訊方式。

（2）廣播通道。這種通道使用一對多的廣播通訊方式，因此過程比較複雜。廣播通道上串連的主機很多，因此必須使用專用的共用通道協議來協調這些主機的資料發送。

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本章最重要的內容是：

（1）資料連結層的點對點通道和廣播通道的特點，以及這兩種通道所使用的協議（PPP協議以及CSMA/CD協議）的特點。

（2）資料連結層的三個基礎問題：封裝成幀、透明傳輸和差錯檢測。

（3）乙太網路MAC層的硬體地址。

（4）適配器、轉寄站、集線器、橋接器、乙太網路交換器的作用以及使用場合。

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1. 使用點對點通道的資料連結層

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1. 資料鏈路和幀

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"資料鏈路"和"鏈路"並不是一回事。

"鏈路（link）"就是從一個結點到相鄰結點的一段物理線路，而中間沒有任何其他的交換結點。在進行資料通訊時，兩個電腦之間的通訊路徑往往要經過許多段這樣的鏈路。可見鏈路只是一條路徑的組成部分。

"資料鏈路（data link）"：當需要在一條線路上傳送資料時，除了必須有一條物理線路外，還必須有一些必要的通訊協定來控制這些資料的傳輸，把實現這些協議的硬體和軟體加到鏈路上（最常用的方法是使用網路適配器（既有硬體，也有軟體）），就構成了資料鏈路。

——適配器也叫網卡，一般都包含資料連結層和物理層這兩層的功能。

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幀——點對點通道的資料連結層的協議資料單元。

資料連結層把網路層交下來的資料構成幀發送到鏈路上，以及把接收到的幀中的資料取出並上交給網路層。即資料連結層傳送的是幀。

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早期的資料通訊協定曾叫作通訊規程（procedure）。因此在資料連結層，規程和協議是同義字。

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點對點通道的資料連結層在進行通訊時的主要步驟如下：

1. 結點A的資料連結層把網路層交下來的資料添加首部和尾部封裝成幀。
2. 結點A把封裝好的幀發送給結點B的資料連結層。
3. 若結點B的資料連結層收到的幀無差錯，則從收到的幀中提取出資料上交給上面的網路層；否則丟棄這個幀。

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3.1.2 三個基本問題

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資料連結層協議有許多種，但有三個基本問題是共同的：

• 封裝成幀
• 透明傳輸
• 差錯檢測

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1.封裝成幀

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封裝成幀就是在一段資料的前後分別添加首部和尾部，這樣就構成了一個幀。

首部和尾部的一個重要作用是進行幀定界（即確定幀的界限）。

每一種鏈路層協議都規定了所能傳送的幀的資料部分的長度上限——最大傳送單元MTU（Maximum Transfer Unit）。

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當資料是由可列印的ASCII碼組成的文字檔時，幀定界可以使用特殊的幀定界符。

（ASCII碼是7位編碼，一共可組合成128個不同的ASCII碼，其中可列印的有95個，而不可列印的控制字元有33個。）

一個控制字元SOH（Start Of Header）反正一幀的最前面，表示幀的首部開始。另一個控制字元EOT（End Of Transmission）表示幀的結束。

(SOH和EOT都是控制字元的名稱，他們的十進位編碼分別是01（二進位00000001）和04（二進位00000100）。並不是三個（S，O，H）字元。)

2.透明傳輸

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