点对点与广播信道的数据链路层：从网桥到高速以太网

"该资源是计算机网络课件，主要讲解了数据链路层的相关知识，包括点对点信道和广播信道的使用，重点介绍了网桥如何将各网段隔离开以形成独立的碰撞域，并涉及以太网、高速以太网的扩展以及数据链路层在局域网和广域网中的作用。" 本文主要围绕数据链路层展开，数据链路层是TCP/IP协议栈中的第二层，负责在物理层提供的基础上，通过错误检测和流量控制，确保数据帧的可靠传输。其中，数据链路层使用的信道分为点对点信道和广播信道两种类型。 点对点信道，如PPP（Point-to-Point Protocol）协议，是一种用于连接两个设备的简单协议，适用于拨号连接和DSL等。PPP协议有三个基本问题：封装数据、差错检测和链路控制。PPP协议的帧格式包含起始和结束标志、地址字段、控制字段、信息字段和帧校验序列，工作状态包括停止、LCP协商、NCP协商和网络层协议运行。 广播信道则常用于局域网，如以太网。在以太网中，所有设备共享同一个广播域，采用CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）协议来避免数据冲突。当两台设备同时发送数据时，碰撞会发生，然后设备会退后并重试。为了扩展以太网，可以使用集线器创建星形拓扑，但这样会导致所有设备在同一个碰撞域中。为了解决这个问题，网桥被引入，网桥能隔离不同的碰撞域，每个网段成为一个独立的碰撞域，例如，图示中的B1和B2就是通过网桥隔离开的碰撞域。 在广播信道的以太网中，信道利用率是一个关键指标，过高会降低网络性能。以太网的MAC（Media Access Control）层负责地址解析和帧的发送与接收。随着技术的发展，以太网经历了从10Mbps到100Mbps、1Gbps甚至10Gbps的高速化过程，如100BASE-T以太网、吉比特以太网和10吉比特以太网。高速以太网不仅提升了传输速率，也广泛应用于宽带接入。 此外，数据链路层在局域网和广域网之间扮演着重要角色，通过路由器R1、R2、R3的网络层处理，实现不同网络间的通信。从层次上看，数据从应用层向下经过运输层、网络层，最终到达物理层，通过链路层在各个网络间流动。 总结来说，本课件详细讲解了数据链路层如何通过网桥隔离碰撞域，以及点对点协议、以太网协议、高速以太网技术，为理解计算机网络中数据的传输提供了坚实的基础。