2.2.3OSI模型中的数据链路层（课件）《计算机网络基础》同步教学（电子工业出版社第6版）

OSI模型中的数据链路层 1 目录 PART One 数据链路层的作用 PART Two 数据链路层的协议 PART Three 数据链路层的关键技术 PART Four 数据链路层的设备 PART Five 数据链路层的故障排除 PART ONE 数据链路层的作用 建立数据链路 01 数据链路层的作用：在物理层之上，负责建立、维护和释放数据链路连接 02 数据链路层的功能：包括数据帧的封装、传输、差错控制和流量控制等 03 数据链路层的协议：包括HDLC、PPP、SLIP等 04 数据链路层的设备：包括交换机、网桥、路由器等 维护数据链路 提供可靠的数据传输服务 检测和纠正数据传输错误 管理数据传输的流控和拥塞控制 维护网络设备的连接状态和配置信息 错误控制和流量控制 错误控制：检测并纠正数据传输中的错误，确保数据传输的准确性 流量控制：调节数据传输的速率，避免网络拥塞和资源浪费 01 02 滑动窗口技术：通过控制发送窗口的大小，实现流量控制 确认和重传机制：通过确认和重传，确保数据传输的可靠性 03 04 PART TWO 数据链路层的协议 HDLC协议 简介：HDLC（High-Level Data Link Control）是一种面向比特的数据链路层协议，用于实现可靠数据传输。 特点：HDLC协议具有透明传输、流量控制和差错控制等功能，可以保证数据传输的可靠性和效率。 帧结构：HDLC协议采用帧结构进行数据传输，每个帧包括帧头、数据字段和帧尾三部分。 工作原理：HDLC协议通过发送方和接收方之间的握手过程建立连接，然后进行数据传输。在传输过程中，如果出现差错，协议会自动进行重传，确保数据传输的正确性。 PPP协议 概述：点对点协议，用于建立和维护数据链路连接 A 特点：简单、高效、易于实现 C B D 功能：封装、传输、解封装数据，以及错误检测和纠正 应用：广泛应用于各种网络设备，如路由器、交换机等 ARP和RARP协议 01 02 03 04 ARP（Address Resolution Protocol）：地址解析协议，用于将IP地址映射到MAC地址 RARP（Reverse Address Resolution Protocol）：逆地址解析协议，用于将MAC地址映射到IP地址 ARP和RARP协议都是数据链路层的重要协议，用于实现网络设备的IP地址和MAC地址之间的映射 ARP和RARP协议的工作原理：通过发送ARP或RARP请求报文，获取对方的IP地址或MAC地址，实现地址解析和映射 PART THREE 数据链路层的关键技术 透明传输 3 4 5 差错控制通过检错码和纠错码来检测和纠正数据传输中的错误。 流量控制通过控制发送方的发送速率，确保接收方能够及时接收和处理数据。 拥塞控制通过调整发送方的发送速率，避免网络中的拥塞现象。 透明传输是指在数据链路层中，数据帧中的信息能够被接收方无差错地接收和解析。 1 透明传输的关键技术包括差错控制、流量控制和拥塞控制等。 2 差错控制 检错码：用于检测数据传输中的错误 纠错码：用于纠正数据传输中的错误 自动重传请求（ARQ）：当接收方检测到错误时，请求发送方重新发送数据 前向纠错编码（FEC）：在发送端对数据进行冗余编码，接收端根据冗余信息纠正错误 数据压缩 数据压缩技术：用于减少数据传输的带宽占用和提高传输效率 A 压缩效率：与原始数据相比，压缩后的数据大小通常较小 C B D 压缩算法：包括Huffman编码、LZW编码等 应用场景：数据传输、存储、备份等 PART FOUR 数据链路层的设备 网桥 01 网桥是一种数据链路层设备，用于连接两个或多个局域网（LAN）。 04 02 03 网桥可以识别数据帧中的MAC地址，并根据MAC地址转发数据帧。 网桥的主要功能是隔离冲突域，提高网络性能。 网桥可以学习并维护一个MAC地址表，用于快速转发数据帧。 05 网桥可以分为透明网桥和源路由网桥，其中透明网桥更为常见。 交换机 交换机是一种数据链路层设备，用于连接多个网络设备 A 交换机可以隔离冲突域，提高网络性能 C B D 交换机的主要功能是转发数据帧，根据MAC地址进行转发 交换机可以分为二层交换机和三层交换机，其中三层交换机可以处理网络层的数据报文 路由器 路由器是数据链路层的重要设备 路由器的主要功能是进行数据包的转发和路由选择 路由器可以连接不同的网络，实现网络间的互联互通 路由器通常具有多个网络接口，可以同时连接多个网络 路由器可以根据网络拓扑结构和路由协议进行路由选择和转发 路由器可以提供防火墙、VPN等安全功能，保护网络安全 PART FIVE 数据链路层的故障排除 故障排除方法 检查物理连接：检查网线、交换机等设备的连接是否正常 检查网络设置：检查