数据链路层的基本知识

• 数据链路层的作用：1、IP数据模块发送和接收IP数据报；2、为ARP模块发送ARP请求和接收ARP协议；3、为RARP发送RARP请求和接受RARP应答。
  
• 数据链路层使用的信道主要有一下两种类型：

1. 点对点信道：这种信道的通信方式是一对一的通信方式----------ppp协议
2. 广播信道：这种信道使用一对多的广播通信方式，对于这种方式需要遵循专用的共享信道协议来协调主机数据的发送；

• 链路：即使从一个结点到相邻结点的一段物理线路。而中间没有任何其他的交换结点。又称 为：物理链路
• 数据链路：因为当需要在一条线路上传递数据时，除了必须使用一条物理设备时，还需要一些必要的通信协议来控制数据的传输，若把实现这些协议的硬件和软件的加到链路上，就叫做数据链路；最常用的是-----网络适配器。一般适配器都包含了数据链路层和物理层这两层的功能----又称为逻辑链路

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  一、点对点的信道在数据链路层进行通信的主要步骤如下：
     1>结点A的数据链路层把网络层交下来的IP数据报添加首部和尾部
     2>结点A把封装好的帧发给结点B的数据链路层
       3>若结点B的数据链路层收到所谓帧无差错，则从收到的帧中提取出IP数据报交给网上面络层
  二、数据链路层共同的问题：封装成帧、透明传输、差错控制
     1>封装成帧：在一段数据的前后分别添加首部和尾部，这样就构成了帧。首部与尾部的重要的作用是进行帧定界，此外还包含了许多必要的控制信息。对于每一种数据链路层协议都规定了帧的数据部分的长度上限----最大传送单元MTU。
     对于帧的定界可以特殊的帧定界符：EOF、SOH
     2>透明传输：由于帧的界限是固定的界符，所以对于在传输的数据部分不允许任何8bit组合与界定符的ASCII一样，否则惠出现定界错误。如果在传输的数据部分中有界符，则在界符的前面加一个转移字符‘ESC’，而在接收端的数据链路层需要将转义字符去掉。如果转义字符出现在数据部分是，则在他前面添加“ESC”，接收端如果发现有两个ESC 则删除一个。
     3>差错检测：比特在传输过程中可能会产生差错，1变为0，0变为 ------叫作差错控制。在数据链路测一般使用的差错控制是：CRC校验。
  三、PPP协议的特点
     1>满足的要求：简单、封装成帧、透明性、多种网络层协议、多种类型链路、差错控制、检测连接状态、最大的传输单元、网络层地址协商、数据压缩协商
     2>不需要的特点：纠错、序号、多点线路、半双工或单双工
  四、PPP协议有三部分组成
      1>一个将IP数据报封装到串行链路的方法。
      2>一个用来建立、配置和测试数据链路连接的链路控制协议LCP
      3>一套网络控制协议NCP
  五：PPP协议的格式
  
      PPP帧的首部和尾部分别分为4个字段和3个字段
      首部的第一个字段和尾部的第二个字段斗志标志段F，规定为0x7E。表示一个帧的开始或结束
      首部中的地址字段A规定为0FF，控制字段C规定为0x03
      首部的第四个字段是2个字节的协议字段。当为0x0021时，PPP帧的信息就是IP俗话举报、若为0xC021则信息字段是PPP链路控制协议上LCP的数据，而0x8021表示这是网络层的控制数据
      尾部的第一个字段（2个字节）是使用CRC的帧检验序列FCS

• CSMA/CD：CSMA/CD采用 IEEE_802.3 标准。它的主要目的是：提供寻址和媒体存取的控制方式，使得不同设备或网络上的节点可以在多点的网络上通信而不相互冲突。
• 网桥：数据链路层扩展一台玩要使用网桥。网桥工作在数据链路层，他根据MAC帧的目的地址对先收到的帧进行转发和过滤。
• 网桥的好处：过滤通信，增大吞吐量；扩大物理范围；提高了可靠性；可互连不同的物理层、不同的MAC层何不同的速率；
• 虚拟网络VLAN：是由一些局域网网段构成的与物理地址无关的逻辑组。
• 最大传输路单元：在链路层的这个特性叫做MTU。如果在IP层有一个数据报要传，但是长度超过了数据链路层的MTU，那么在IP层就需要进行分片。
• 路径MTU：在同一个网络的PC进行通信，该网络的MTU十分重要。但是如果两台主机的通信要通过不同的网络，那么每个网络的数据链路层的MTU不同，重要的是使用两台通信主机路径中最小的MTU ，叫做路径MTU。
• 命令：netstat的解析：
• netstat –s

  　　本选项能够按照各个协议分别显示其统计数据。如果我们的应用程序（如Web浏览器）运行速度比较慢，或者不能显示Web页之类的数据，那么我们就可以用本选项来查看一下所显示的信息。我们需要仔细查看统计数据的各行，找到出错的关键字，进而确定问题所在。

• 　netstat –e

  　　本选项用于显示关于以太网的统计数据。它列出的项目包括传送的数据报的总字节数、错误数、删除数、数据报的数量和广播的数量。这些统计数据既有发送的数据报数量，也有接收的数据报数量。这个选项可以用来统计一些基本的网络流量）。

• 　　netstat –r

  　　本选项可以显示关于路由表的信息，类似于后面所讲使用route print命令时看到的 信息。除了显示有效路由外，还显示当前有效的连接。

• 　　netstat –a

  　　本选项显示一个所有的有效连接信息列表，包括已建立的连接（ESTABLISHED），也包括监听连接请求（LISTENING）的那些连接。

• 　　netstat –n

  　　显示所有已建立的有效连接。