点对点与广播信道的数据链路层：透明传输与PPP协议

"该资源主要讨论了计算机网络中数据链路层如何解决透明传输问题，以及在点对点和广播信道中数据链路层的工作原理。内容涵盖了点对点协议PPP、广播信道上的CSMA/CD协议、以太网的扩展与高速化等知识点。" 在计算机网络中，数据链路层是ISO/OSI七层模型中的第二层，负责在相邻节点间提供可靠的数据传输服务。透明传输是数据链路层面临的重要问题之一，主要是确保数据中的特定控制字符如"SOH"(Start of Header)和"EOT"(End of Transmission)不会被误解析为帧的边界。为了解决这个问题，数据链路层采用了字节填充技术，即在发送端，当检测到数据中出现这些控制字符前插入一个转义字符"ESC"（十六进制编码1B）。接收端则在数据送往网络层前删除这些插入的转义字符，恢复原始数据。同时，如果转义字符本身也需要传输，会在其前面再插入一个转义字符，接收端会正确识别并处理这种情况。 点对点信道的数据链路层，如3.1章节所述，主要关注数据链路和帧的构造。链路是两个设备之间的物理连接，没有中间的交换节点。点对点协议PPP（Point-to-Point Protocol）常用于这样的环境，它是一种简单的、面向字节的协议，具有封装多种网络层协议的能力，支持错误检测和简单的认证机制。PPP协议的帧格式包括起始和结束标志、地址字段、控制字段、协议字段以及信息字段，这些字段共同确保了数据的正确传输。 对于广播信道，如3.3章节介绍，数据链路层的挑战在于如何管理多个主机共享同一信道。局域网（LAN）常常使用广播通信，例如以太网。以太网遵循CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）协议，这是一种避免冲突的策略，允许节点在检测到信道空闲时发送数据，若发生碰撞则停止发送并等待随机时间后重试。以太网的MAC（Media Access Control）层负责实现这些功能。 随着技术的发展，以太网也在不断扩展和升级。3.5章节提到了物理层和数据链路层的扩展方法，如通过增加更多的集线器扩展星形拓扑，或者使用 VLAN（Virtual Local Area Network）在数据链路层实现逻辑隔离。高速以太网如100BASE-T、吉比特以太网、10吉比特和100吉比特以太网提供了更高的传输速率，满足了不断增长的带宽需求。 数据链路层是确保数据在网络中正确传输的关键层次，它通过透明传输、点对点协议、广播信道管理以及各种扩展技术，保证了不同设备间可靠的数据交互。