点对点协议PPP与数据链路层解析

"透明传输问题-计算机网络第三章" 在计算机网络中，数据链路层是OSI模型的第二层，负责在相邻节点间建立、管理和维护数据链路，以及进行错误检测和纠正。本章主要讨论了点对点信道和广播信道上的数据链路层工作原理，特别是PPP协议以及以太网的相关技术。 点对点协议（PPP）是用于在点对点通信中传输数据的协议，适用于同步和异步传输。在同步传输中，PPP通常利用硬件实现比特填充，类似于HDLC，以确保位流中的特殊序列不会被误解析为控制信息。而在异步传输中，PPP使用字符填充法，即在特定字符前添加一个转义字符，以避免混淆。 PPP协议具有以下特点： 1. 简单：PPP协议结构简洁，易于实现。 2. 灵活：支持多种网络层协议，如IP、IPX、AppleTalk等。 3. 安全：通过CHAP和PAP等认证协议提供安全性。 4. 扩展性：允许添加新的协议和特性。 PPP协议的帧格式包括起始标志、地址字段、控制字段、协议字段、信息字段和帧校验序列（FCS），其中地址字段和控制字段在点对点连接中通常是固定值。 在广播信道上，数据链路层处理更为复杂，因为存在多个设备共享同一信道的问题。例如，局域网（LAN）中的数据链路层采用CSMA/CD（载波监听多路访问/冲突检测）协议来解决这个问题，确保在发现冲突时能够及时停止传输并重试。 以太网是广泛使用的局域网技术，其数据链路层包含MAC（介质访问控制）子层，负责介质访问控制和帧的物理地址。早期的以太网采用集线器连接，形成星形拓扑，但随着技术的发展，以太网逐渐扩展到了更高速率，如100BASE-T、吉比特以太网、10吉比特和100吉比特以太网，同时也发展出在物理层和数据链路层的扩展技术来增加网络覆盖范围和吞吐量。 数据链路层的工作不仅涉及数据的传输，还包括了错误检测和纠正，如通过CRC校验来确保帧的完整性。在点对点和广播信道之间切换时，数据链路层需要适应不同的通信模式和协议，以确保数据的透明传输，即无论数据的内容如何，都能正确无误地到达目的地。通过这些机制，数据链路层为网络层提供了可靠的数据传输服务，确保了网络中数据的顺畅流动。