CCNA 认证/数据链路层
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数据链路层是七层 OSI 模型和五层 TCP/IP 参考模型的第二层。它响应来自网络层的服务请求并向物理层发出服务请求。
这是在广域网中相邻网络节点之间或在同一局域网段上的节点之间传输数据的层。数据链路层提供在网络实体之间传输数据的功能和程序手段,并且可能提供检测和可能纠正物理层可能发生的错误的手段。数据链路协议的示例包括用于局域网的以太网和用于点对点连接的 PPP、HDLC 和 ADCCP。
数据链路就是关于将信息从一个地方传送到其他几个地方。在这一层,您不需要能够去任何地方,只需要能够去另一个地方。这类似于社会互动,您需要能够与 Bob 交流才能将消息传递给 Fred 或 James。
数据链路提供跨物理链路的数据传输。该传输可能可靠也可能不可靠;许多数据链路协议没有对帧接收和接受成功进行确认,而且一些数据链路协议甚至可能没有任何形式的校验和来检查传输错误。在这些情况下,更高层的协议必须提供流量控制、错误检查以及确认和重传。
在某些网络(例如 IEEE 802 局域网)中,数据链路层被分成 MAC 和 LLC 子层;这意味着 IEEE 802.2 LLC 协议可以与所有 IEEE 802 MAC 层(如以太网、令牌环、IEEE 802.11 等)以及一些非 802 MAC 层(如 FDDI)一起使用。其他数据链路层协议(例如 HDLC)被指定为包含两个子层,尽管其他一些协议(例如 Cisco HDLC)使用 HDLC 的低级帧作为 MAC 层,并与不同的 LLC 层结合使用。
最上面的子层是逻辑链路控制 (LLC)。这个子层复用在数据链路层之上运行的协议,并且可以选择提供流量控制、确认和错误恢复。
PPP 和 HDLC 协议在逻辑链路控制子层工作。
位于它下面的子层是介质访问控制 (MAC)。有时,这指的是确定谁被允许在任何特定时间访问介质的子层(通常是 CSMA/CD)。其他时候,它指的是包含 MAC 地址的帧结构。一般来说,有两种形式的介质访问控制:分布式和集中式。这两种方法都可以与人与人之间的交流进行比较。
- 在一个由人们讲话组成的网络中,即对话中,我们会寻找来自同伴说话者的线索,看看他们是否似乎即将讲话。如果两个人同时说话,他们会退缩并开始一个漫长而复杂的“你先说”游戏。
介质访问控制子层还确定一个数据帧在哪里结束,下一个数据帧在哪里开始。在蜗牛邮件网络中,每封信就是一个数据帧,您可以判断它在哪里开始和结束,因为它在一个信封中。您也可以指定一封信将以“尊敬的先生”之类的短语开头,并以“此致敬礼”之类的短语结尾。
- ARCnet
- ATM
- Cisco Discovery Protocol (CDP)
- 控制器局域网 (CAN)
- Econet
- 以太网
- 光纤分布式数据接口 (FDDI)
- 帧中继
- 高级数据链路控制 (HDLC)
- IEEE 802.2(为 IEEE 802 MAC 层提供 LLC 功能)
- LocalTalk
- 多协议标签交换 (MPLS)
- 点对点协议 (PPP)
- 串行线路互联网协议 (SLIP)(已过时)
- StarLan
- 令牌环
- 以及大多数形式的串行通信。
数据链路层通常在软件中作为“网络卡驱动程序”实现。操作系统将拥有数据链路与上层网络传输堆栈之间的定义的软件接口。此接口本身不是一个层,而是在层之间进行接口的定义。示例包括
- ODI
- NDIS
- SANA II - 标准 Amiga 网络架构,第 2 版
介质访问控制 (MAC) 数据通信协议子层是七层 OSI 模型(第 2 层)中指定的数据链路层的一部分。它提供了寻址和信道访问控制机制,使多个终端或网络节点能够在多点网络中进行通信,通常是局域网 (LAN) 或城域网 (MAN)。在全双工点对点通信中,不需要 MAC 协议。在单信道点对点通信中,可以模拟全双工。这种模拟可以被认为是一个 MAC 层。
MAC 子层充当逻辑链路控制子层与网络物理层之间的接口。
MAC 层提供了一种称为物理地址或 MAC 地址的寻址机制。这是一个分配给每个网络适配器的唯一序列号,使其能够将数据包传递到子网内的目的地,即没有路由器的物理网络,例如以太网网络。
介质访问控制通常用作多路访问协议的同义词,因为 MAC 子层提供了在特定信道访问方法中需要的协议和控制机制。这使得连接到同一物理介质的多个站可以共享它。共享物理介质的示例包括总线网络、环形网络、集线器网络、无线网络和半双工点对点链路。
有线多点网络的包模式多路访问协议的示例包括
- CSMA/CD(用于以太网和 IEEE 802.3),
- 令牌总线 (IEEE 802.4)
- 令牌环 (IEEE 802.5)
- 令牌传递(用于 FDDI)。
可能用于分组无线电无线网络的多路访问协议的示例包括
- CSMA/CA
- 时隙 ALOHA
- 动态 TDMA
- 预约 ALOHA (R-ALOHA)。
- CDMA
- OFDMA
根据 IEEE 802 标准系列,逻辑链路控制 (LLC) 是 OSI 数据链路层的上层子层。LLC 对于各种物理介质(如以太网、令牌环和 WLAN)都是相同的。
LLC 子层主要负责
- 复用通过 MAC 层传输的协议(在传输时)并对其进行解复用(在接收时)。
- 根据需要,可以选择提供流量控制以及丢失数据包的检测和重传。
IEEE 802 网络和一些非 IEEE 802 网络(如 FDDI)中用于 LLC 的协议由 IEEE 802.2 标准指定。
一些非 IEEE 802 协议可以被认为是分成 MAC 层和 LLC 层。例如,虽然 HDLC 同时指定了 MAC 功能(数据帧的封装)和 LLC 功能(协议复用、流量控制以及丢包检测和重传),但一些协议,例如 Cisco HDLC,可以使用类似 HDLC 的数据帧封装和他们自己的 LLC 协议。
LLC 头部告诉数据链路层在收到数据帧后如何处理数据包。它的工作原理是这样的:主机接收数据帧并查看 LLC 头部以确定数据包的目的地,比如网络层的 IP 协议或 IPX。