计算机网络第七版谢希仁著
一、数据链路层三个基本问题：
数据链路层协议有许多种，但有三个基本问题则是共同的。这三个基本问题是：
封装成帧：封装成帧 (framing) 就是在一段数据的前后分别添加首部和尾部，然后就构成了一个帧。
首部和尾部的一个重要作用就是进行帧定界。
当数据是由可打印的 ASCII 码组成的文本文件时，帧定界可以使用特殊的帧定界符。
控制字符 SOH (Start Of Header) 放在一帧的最前面，表示帧的首部开始。另一个控制字符 EOT (End Of Transmission) 表示帧的结束。
透明传输：如果数据中的某个字节的二进制代码恰好和 SOH 或 EOT 一样，数据链路层就会错误地“找到帧的边界”。
解决方案：在PPP协议中异步传输使用字节填充，同步传输使用零比特填充方法差错控制 ：在一段时间内，传输错误的比特占所传输比特总数的比率称为误码率 BER (Bit Error Rate)。
误码率与信噪比有很大的关系。
为了保证数据传输的可靠性，在计算机网络传输数据时，必须采用各种差错检测措施。
在数据链路层传送的帧中，广泛使用了循环冗余检验 CRC 的检错技术。
二、点对点协议PPP
对于点对点的链路，目前使用得最广泛的数据链路层协议是点对点协议 PPP (Point-to-Point Protocol)。
PPP 协议在 1994 年就已成为互联网的正式标准。
在数据链路层，PPP协议（点对点协议）我们知道，互联网用户通常都要连接某个ISP才能接入到互联网。PPP协议就是用户计算机和ISP进行通信时所使用的数据链路层协议。
PPP的工作状态：
1、当用户拨号接入 ISP 时，路由器的调制解调器对拨号做出确认，并建立一条物理连接。
2、PC 机向路由器发送一系列的 LCP 分组（封装成多个 PPP 帧）。
3、这些分组及其响应选择一些 PPP 参数，并进行网络层配置，NCP 给新接入的 PC 机分配一个临时的 IP 地址，使 PC 机成为因特网上的一个主机。
4、通信完毕时，NCP 释放网络层连接，收回原来分配出去的 IP 地址。接着，LCP 释放数据链路层连接。最后释放的是物理层的连接。
可见，PPP 协议已不是纯粹的数据链路层的协议，它还包含了物理层和网络层的内容。
三、使用广播信道的数据链路层
广播信道可以进行一对多的通信。局域网使用的就是广播信道。局域网是在20世纪70年代末发展起来的。局域网技术在计算机网络中占有非常重要的地位。
局域网最主要的特点是：
- 网络为一个单位所拥有；
- 地理范围和站点数目均有限。
局域网具有如下主要优点：
- 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。
- 便于系统的扩展和逐渐地演变，各设备的位置可灵活调整和改变。
- 提高了系统的可靠性、可用性和残存性。
最初的以太网是将许多计算机都连接到一根总线上。易于实现广播通信。当初认为这样的连接方法既简单又可靠，因为总线上没有有源器件。
总线的特点就是：当一台计算机发送数据时，总线上的所有计算机都能检测到这个数据。这种就是广播通信方式。但我们并不总是要在局域网上进行一对多的广播通信。
为了实现一对一通信，将接收站的硬件地址写入帧首部中的目的地址字段中。仅当数据帧中的目的地址与适配器的硬件地址一致时，才能接收这个数据帧。
总线也有缺点。若多台计算机或多个站点同时发送时，会产生发送碰撞或冲突，导致发送失败。因此以太网采用CSMA/CD协议。
下面知识点涉及数据链路层P84（为什么网络中只有三层的原因，通过下面的文字可以理解）
当计算机要发送IP数据报时，就由协议栈把IP数据报向下交给适配器，适配器组装成MAC帧后，在物理层转换为比特流发送到局域网(本网络中的一个主机/路由器)，在接收端，物理层接收比特流,上交给数据链路层，数据链路层对其进行差错检测（CRC检测），正确的话，再去除MAC帧首部和尾部，得到一个数据报。（发送端帧检验序列FCS的生成（FCS放在帧尾部）和接收端的CRC检验都是用硬件完成的，处理很迅速，不会延误数据的传输）
下面知识点涉及子网分组的转发：
当路由器收到一个待转发的数据报，在从该路由表根据分组转发算法（P134页，P141页）得到下一跳路由器（本局域网中的一个路由，可以通过其连接到其他网络）的IP地址后，不是把这个地址填入IP数据报，而是送交数据链路层的网络接口软件。
网络接口软件负责把下一跳路由器的IP地址转换成硬件地址（使用ARP协议，ARP细节查看P125页，如何在局域网内根据目标主机/路由的IP地址找到硬件地址）
然后把该硬件地址放在链路层的MAC帧的首部（适配器的作用是把该IP数据组装成MAC帧），适配器发送MAC帧到局域网（网络中），然后根据这个硬件地址找到下一跳路由器。