点对点信道
数据链路层将网络层的数据封装成帧发送到链路上
封装成帧
封装成帧指在需要传输的数据两端分别添加首部和尾部
首部和尾部的作用在于界定一个帧的范围以及判断帧是否完整
每一种链路层协议都规定了所能传输的帧长度的上限
透明传输
当需要传输的数据部分中没有与首部和尾部相同的代码时,称为 透明传输
有时数据传输的过程中,我们需要传输与首部或尾部相同的数据,于是我们需要在这些代码的前面加上转义字符
差错检测
为了保证数据传输的可靠性,需要采取差错检测
循环冗余检验:将数据划分为K个比特一组,每组之后加上N位冗余码
冗余码:在每组之后加上N个0,再模2除以事先约定的除数P,得到余数作为冗余码(N为P的位数减一)
检测:每一帧除以P,若余数为0,表示无差错
差错检测可以保证接收到的帧在传输过程中没有产生差错，但并不能保证帧丢失、帧重复、帧失序的情况不出现.
点对点(PPP)协议
构成
PPP帧的首部由四个字段,尾部由两个字段构成
首部的第一个字段为标志字段F(0x7E),标志着帧的边界
首部的第二、三个字段为地址和控制字段，无意义
首部的第四个字段为协议字段：0x0021表示IP数据报；0xC021表示PPP控制协议LCP；0x8021表示网络层的控制数据
尾部的第一个字段为循环冗余测试的冗余码
尾部的第二个字段同样为标志字段F，标志帧的边界
字节填充
异步传输时采取字节填充
异步传输的转义字符为0x7D
将0x7E转变为0x7D,0x5E
将0x7D转变为0x7D,0x5D
将ASCII码的控制字符的编码进行改变，并在前面加上转义字符
零比特填充
同步传输时采取零比特填充
每5个1比特后插入一个0比特
PPP协议的工作状态
链路建立
当用户和ISP建立了物理层连接后，PPP由链路静止状态进入链路建立状态，双方通过发送LCP(链路控制协议)包对传输所需的一些配置进行确定
鉴别
双方通过LCP通信后，就进入鉴别状态，双方使用口令鉴别协议(PAP)或口令握手鉴别协议进行身份鉴别
网络层协议
若双方鉴别身份成功，则进入网络层协议状态，双方根据网络层的不同协议互相交换网络层特定的网络控制分组。网络层配置完成后，进入链路打开状态
广播信道
共享信道
动态媒体接入控制(多点接入)
随机接入： 所有的用户都可以随机发送消息，但如果有两个或更多的用户同时申请发送消息，则会发生碰撞，所有发送的消息都失效，需要额外添加解决冲突的网络协议
受控接入： 用户发送消息必须遵循一定的控制
计算机与外界局域网的连接通过通信适配器(网络接口卡)进行，当适配器接收到正确的帧时，使用中断通知计算机；适配器中装有进行缓存的存储芯片，以便在中断请求未响应时可以继续收发信息
CSMA/CD协议
CSMA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)载波监听多点接入/碰撞检测 同一时间只能有一台计算机发送数据
多点接入指总线型网络，计算机以多点接入方式连接在一根总线上
载波监听指检测信道，在发送前、发送中都必须检测信道。发送前若没有其他站发送消息(空闲)，自己取得发送权。发送中检测总线上的信号电压，若发现至少有两个站同时发送数据，适配器立即停止发送，避免发生信号失真。
由于可能在某一段时间内同时有多个站发送信息，双方发送的信息可能会失效，这种情况称为以太网发送的不确定性.
争用期：指一个站保证所发送的数据帧没有发送碰撞至多经过的时间;即以太网的端到端往返时间
截断二进制指数退避：当发生碰撞后，每个站并不是等待信道空闲后立即发送数据，而是等待(退避)一个随机的时间。具体为：设重传的次数为k，每次需要重传时从[0,1,···,(2k-1)]中取出一个数r，将争用期乘以r即为本次重传的重传推迟时间 重传16次仍不成功，丢弃该帧，向高层报告
强化碰撞：发送数据的站一旦发现发生碰撞，继续发生32或64比特人为干扰信号，以通知所有用户当前发生碰撞
某些适配器可以通过编程方法识别多播地址
以太网规定帧间最小间隔为9.6微秒，以便接收方做好接收下一帧的准备
MAC帧格式
为了保证最小帧长，在数据字段长度小于46字节时，MAC子层会在数据字段的后面插入一段填充字段以补足帧长，接收方从MAC帧结尾向前数4个字节即可得到填充字节的结束位置
MAC帧的字段中没有指出数据字段的长度，所以上层协议必须写明长度
为了使接收方的时钟与发送方一致，在MAC帧前插入8字节的前同步码，前62位是0与1的交替，最后两位是连续的两个1表示帧传输的正式开始
以太网的物理扩展
集线器
集线器工作在物理层，接口只是简单地转发数据，由集线器连接的网络本质上还是使用CSMA/CD协议
集线器并不进行碰撞检测，也就是说，在同一时间一个碰撞域之内只能有一个站发送数据
交换机
交换机可以无碰撞地进行数据传输，每一个用户独占归其所有的全部资源而不受到碰撞域的限制
交换机从无到有地建立交换表，当收到发送帧后，将发送方的接口保持在交换表中一段时间
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