OSI 数据链路层

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OSI 数据链路层

Network Fundamentals – Chapter 7

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学习目标说明数据链路层协议在数据传输中的作用。阐述数据链路层如何准备数据，以便通过网络介质传

输。描述不同类型的介质访问控制方法。认识几种常见的逻辑网络拓扑，还可以说明逻辑拓扑

确定网络介质访问控制方法的方式。解释将数据包封装成帧以方便介质访问的意图。描述第 2 层帧结构并认识通用字段。解释帧头和帧尾主要字段（包括编址、服务质量、协

议类型以及帧校验序列）的功能。


课程索引

7.1 数据链路层 – 访问介质 7.2 介质访问控制技术 7.3 介质访问控制编址和对数据成帧 7.4 汇总归纳 7.5 实验和练习


7.1 数据链路层 – 访问介质


7.1.1 数据链路层 – 支持并连通上层服务数据链路层执行以下两种基本服务：－允许上层使用成帧之类的各种技术访问介质－使用介质访问控制和错误检测等技术将数据放置到介

质上，以及从介质接收数据。


7.1.1 数据链路层 – 支持并连通上层服务数据链路层术语


7.1.1 数据链路层 – 支持并连通上层服务使用多种数据链路层协议使 IP 数据包通过各种 LAN

和 WAN 网络进行传输。


7.1.2 数据链路层– 控制通过本地介质的传输第 2 层协议指定了将数据包封装成帧的过程。


7.1.3 数据链路层 – 创建帧数据链路层帧格式 :


7.1.3 数据链路层 – 创建帧数据链路层是其上各层的软件进程与其下的物理层之间

的连接层。


7.1.4 数据链路层 – 将上层服务连接到介质数据链路层通常拆分成两个子层：上子层和下子层。

－逻辑链路控制－介质访问控制


7.1.5 数据链路层 – 标准数据链路层标准


7.2 介质访问控制技术


7.2.1 将数据放到介质上规范数据帧在介质上的放置的方法称为介质访问控制。


7.2.2 针对共享介质的介质访问控制对于共享介质，有两种基本介质访问控制方法：－受控 - 每个节点各自都有使用介质的时间。－争用 - 所有节点自由竞争介质的使用权。


7.2.3 针对非共享介质的介质访问控制在点对点连接中，数据链路层必须考虑通信为半双工还

是全双工。



是全双工。


7.2.4 逻辑拓扑和物理拓扑物理拓扑是节点与它们之间的物理连接的布局。表示如

何使用介质来互连设备即为物理拓扑。逻辑拓扑是网络将帧从一个节点传输到另一节点的方法

。此布局由网络节点之间的虚拟连接组成，与其物理布局无关。

网络中常用的逻辑拓扑和物理拓扑包括：－点对点－多路访问－环


7.2.5 点对点拓扑点对点拓扑将两个节点直接连接在一起。


7.2.5 点对点拓扑虚电路是在网络中的两个网络设备间创建的逻辑连接。


7.2.6 多路访问拓扑逻辑多路访问拓扑使多个节点可通过使用相同的共享介

质相互通信。在某一时刻，可将来自某个节点的数据放置到介质上。每个节点都可以看见介质上的所有帧，但是只有帧的目

的节点可处理帧内容。逻辑多路访问拓扑使用的介质访问控制方法通常为

CSMA/CD 或 CSMA/CA 。


7.2.6 多路访问拓扑逻辑多路访问拓扑


7.2.7 环拓扑在逻辑环拓扑中，各节点依次接收帧。若帧并非发往该

节点，它将把帧传递到下一节点。这将允许环使用一种受控介质访问控制技术，称为令牌传递。

逻辑环拓扑中的节点从环中取下帧，检查地址，如果它并非发往该节点则将它发回环上。

在环中，源节点和目的节点之间的环一周的所有节点都会检查该帧。


7.2.7 Ring Topology 逻辑环拓扑


7.3 介质访问控制编址和对数据成帧


7.3.1 数据链路层协议 – 帧由于协议的不同，帧结构以及帧头和帧尾中包含的字段

会存在差异。


7.3.2 成帧 – 帧头的功能帧头的作用

帧首字段告知网络中的其他设备一个帧将沿介质传输过来。

地址字段用于存储数据链路源地址和目的地址。类型 / 长度字段是可选字段，某些协议用其说明即将传

输的数据类型，也可能用于说明帧的长度。


7.3.3 编址 – 帧的去向数据链路层地址包含在帧头中，它指定了帧在本地网络

中的目的节点。若将设备移至另一网络或子网，它将仍使用同一第 2 层

物理地址。如果帧中的数据包必须传递到另一网段上，中间设备（路由器）将解封原始帧，为数据包创建一个新帧并将它发送到新网段中。


7.3.3 编址 – 帧的去向编址要求


7.3.4 成帧 – 帧尾的功能帧尾的作用


7.3.5 数据链路层协议 – 帧使用的第 2 层协议取决于网络的逻辑拓扑以及物理层的

实施方式。

802.11 Wireless Frame

802.11 Wireless Frame

PPP frame

HDLC

Frame Relay

Ethernet Frame


7.3.5 数据链路层协议 – 帧针对 LAN 的以太网协议


7.3.5 数据链路层协议 – 帧针对 WAN 的点对点协议


7.3.5 数据链路层协议 – 帧针对 LAN 的无线协议


7.4 汇总归纳


7.4.1 通过网际网络跟踪数据通过网际网络实现的两台主机间的简单数据传输过程。


总结

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