数据链路层标准协议
数据链路层--PPP协议
数据链路层--PPP协议数据链路层使⽤的信道主要有两种类型：点对点信道和⼴播信道。
点对点路由器在转发分组时只使⽤了下⾯的三层。
链路是从⼀个结点到相邻结点的⼀段物理线路，中间没有其他交换结点。
必须有⼀些必要的通信协议来控制这些数据在链路上的传输。
把实现这些协议的硬件和软件加到链路上，就构成了数据链路。
现在使⽤⽹络适配器来实现这些协议。
点对点信道的数据链路层的协议数据单元--帧。
数据链路层把⽹络层交下来的数据构成帧发到链路上，以及把接收到的帧中的数据取出并上交给⽹络层。
⽹络层协议的数据单元是IP数据报。
点对点信道的数据链路层在进⾏通信时的主要步骤如下：（1）结点A的数据链路层把⽹络层交下来的IP数据报添加⾸部和尾部封装成帧。
（2）结点A把封装好的帧发送给结点B的数据链路层。
（3）若结点B的数据链路层收到的帧⽆差错，则从收到的帧中提取出IP数据报上交给上⾯的⽹络层；否则丢弃这个帧。
数据链路层有很多种，但有三个基本问题是共同的。
分别是：封装成帧、透明传输和差错检测。
封装成帧封装成帧就是在⼀段数据的前后分别添加⾸部和尾部，这样就构成了⼀个帧。
⽹络层的IP数据报传送到数据链路层就称为帧的数据部分。
每⼀种链路层协议都规定了所能传送的帧的数据部分长度上限--最⼤传送单元MTU。
控制字符名称SOH表⽰帧的⾸部，EOT表⽰帧的结束。
透明传输当数据中碰巧有控制字符EOT时，后⾯的数据部分会被丢弃。
这时需要时数据中的控制字符不被当做帧结束的标志。
要使其透明。
具体的⽅法是：发送端的数据链路层在数据中出现控制字符“SOH”或“EOT”的前⾯插⼊⼀个转义字符“ESC”。
在接收端的数据链路层在把数据送往⽹络层之前删除插⼊的转义字符。
这种⽅法称为字节填充或字符填充。
差错检测数据链路层⼴泛使⽤了循环冗余检验CRC。
⽤⼆进制的模2运算进⾏2n乘M的运算，这相当于在M后⾯添加n个0。
得到的（k+n）位的数除以收发双⽅事先商定德长度为（n+1）位的除数P，得出商Q（不重要）⽽余数是R（n位，⽐p少⼀位）。
数据链路层上的协议
数据链路层上的协议“数据链路层上的协议”一、基本信息甲方：地址：联系人：电话：电子邮件：乙方：地址：联系人：电话：电子邮件：二、各方身份甲方是本协议的提供方，负责提供数据链路层服务。
乙方是本协议的使用方，有权使用甲方提供的数据链路层服务。
三、权利与义务甲方的权利与义务：1. 提供数据链路层服务，并确保服务的稳定性和安全性。
2. 对于乙方的服务请求，及时响应并处理。
3. 确保用户数据的隐私安全，保证用户数据不被泄露或滥用。
4. 保护用户的知识产权不受侵犯。
5. 负责维护数据链路层服务的稳定性和安全性，及时发现并排除瑕疵和故障。
6. 遵守中国的相关法律法规，确保服务的合法性和合规性。
乙方的权利与义务：1. 使用甲方提供的数据链路层服务。
2. 在服务使用期内享有服务的稳定性和安全性。
3. 遵守“用户协议”和相关法律法规，保障自身和他人的权益。
4. 提供真实、准确、完整的注册信息。
5. 对于因使用服务导致的任何问题和纠纷，自行承担责任。
四、履行方式甲乙双方均确认并同意，本协议内容所述之权利及义务须根据具体情况与协议附件或补充协议相匹配。
五、期限本协议的期限以协议附件或补充协议中所定之期限为准。
六、违约责任1. 甲方违反本协议或提供的服务不符合法律法规的，乙方有权向甲方提出追究赔偿责任的要求。
2. 乙方违反本协议或法律法规规定的义务，甲方有权向乙方追究责任，并要求其赔偿损失。
七、法律效力和可执行性1. 本协议条款是双方的共同意愿，并具有法律效力。
2. 若本协议中的某一条款被认为违反了适用的法律法规，则该条款应视为无效，且不影响本协议其他条款的效力。
八、其他因本协议引起的所有争议应通过友好协商解决，若协商不成，任何一方均有权向有管辖权的仲裁机构或人民法院提起诉讼。
本协议自双方签署之日起生效，有效期至协议附件或补充协议中所定之期限到期。
本协议具有可撤销性，当双方均同意是可撤销本协议。
数据链路层协议
数据链路层协议数据链路层是OSI模型中的第二层，它负责为物理层提供可靠的数据传输服务，并为网络层提供无差错、有序的数据传输和网络拓扑结构控制等功能。
数据链路层协议作为数据链路层的软件实现，是计算机网络中的重要组成部分，本文将介绍数据链路层协议的相关知识。
一、数据链路层协议的概念数据链路层协议是指在数据链路层上实现的软件规范，它定义了数据在物理介质上的传输方式和控制信息的格式，以及数据帧的封装、解封装过程。
数据链路层协议可以分为两种类型，即同步型协议和异步型协议。
同步型协议使用时钟信号来同步数据的传输和接收，实现方式简单但传输效率较低；异步型协议则采用控制字符来实现数据的同步，传输效率较高，但实现复杂。
数据链路层协议的主要作用是将物理层提供的比特流按照一定的规则组织成数据帧，并加入必要的控制信息，确保数据的可靠传输。
同时，在数据链路层协议中还包括了数据链路层的上下文传递、错误检测和校正、流量控制等功能。
二、数据链路层协议的分类根据不同的标准和应用需求，数据链路层的协议可以分为多种类型。
常用的数据链路层协议有以下几种。
1. PPP协议PPP（Point-to-Point Protocol）是一种链路层协议，它是TCP/IP协议族中的标准协议。
PPP协议支持异步传输、同步传输和透明传输等不同传输方式，在一对一的点对点通信中使用广泛。
PPP协议具有较好的错误检测和纠正能力，同时还支持多种身份认证方式，如PAP、CHAP等。
2. HDLC协议HDLC（High-level Data Link Control）是一种同步传输协议，常用于传输广域网数据及电话系统中的ISDN通信。
HDLC协议可以支持点对点通信、多点通信和广播通信等多种通信方式。
它具有可靠的错误控制、流量控制和传输速率控制等功能，同时还可以实现数据的压缩和多链路传输。
3. SLIP协议SLIP（Serial Line Internet Protocol）是一种基于串口的异步传输协议，在TCP/IP网络中广泛应用。
数据链路层用到的协议
数据链路层用到的协议数据链路层协议双方基本信息：甲方：（以下简称“本方”）地址：联系人：电话：电子邮箱：乙方：（以下简称“对方”）地址：联系人：电话：电子邮箱：各方身份：甲方为本协议的起草人和签署人。
乙方为协议的另一方，同意按照协议内容履行各自的权利和义务。
各方权利、义务：1. 甲方的权利和义务：（1）提供数据链路服务，保证数据传输安全和稳定。
（2）向乙方收取相应费用。
（3）对乙方传输的数据进行保密处理。
（4）保证相关设备的良好状态。
2. 乙方的权利和义务：（1）按照协议约定向甲方提供数据。
（2）支付相应的费用。
（3）保证传输数据的准确性和合法性。
（4）对自身网络的安全负责。
履行方式、期限、违约责任：1. 履行方式：（1）甲乙双方应根据实际情况确定履行方式。
（2）甲乙双方应使用符合国家标准和行业标准的设备和技术进行数据传输。
2. 期限：（1）本协议自甲乙双方签署之日起生效，有效期为3年。
（2）有效期届满前，甲乙双方应进行协商，如有需要，可进行续约或修改。
3. 违约责任：（1）如甲乙双方中任意一方未能履行本协议约定的任何义务，未能按时支付费用或提供数据等，应承担违约责任。
（2）甲乙双方应按照法律法规的要求，采取积极措施加以解决，如仍无法解决，则可按照法律规定采取相应的法律手段解决。
遵守法律法规：甲乙双方应遵守中华人民共和国相关法律法规和行业监管规定，如有违反，应承担相应的法律责任。
法律效力和可执行性：本协议经甲乙双方签署，具有法律效力和可执行性，适用于中华人民共和国境内的投资、诉讼和执行等活动。
其他：1.本协议未尽事宜，双方可协商解决。
2.本协议正本一式两份，双方各持一份，具有同等法律效力。
3.本协议自签署之日起生效。
本协议一式两份，甲、乙双方各执一份，自协议签订之日起生效。
甲方（签名/盖章）：乙方（签名/盖章）：。
第4章 数据链路层协议
4．1数据链路层功能 4．2数据链路层的流量控制协议 4．3广域网数据链路传输控制规程 4．4局域网的数据链路层协议分析 4．5 Internet数据链路层协议 4．6小结
4．1数据链路层功能
1、链路管理 2、信息的传输 3、流量与差错控制 4、异常情况处理
4．2数据链路层的流量控制协议
（字节） (a)
前序 起始帧分界符 目的地址 源地址 长度
逻辑链路控制作 填充字段 帧校验序列 MAC帧的DATA字段 DATA 0 逻辑链路控制作 MAC帧的DATA字段 DATA 6 0 逻辑链路控制作 MAC帧的DATA字段 4 1 （字节）
1
1
1
2-6
2-6
令牌总线帧 前序 起始分界符 帧控制字段 目的地址 源地址
4、控制过程
建立数据链路连接阶段 传送数据阶段 拆除数据链路连接
4．3．2面向比特型传输控制规程分析
主站与次站：
主站 次站1 P
建 链 阶 段
次站2 S2
……
次站N
SNRM UA DM I帧 I 0， 0 I1，0 P=1 I0，2 F=1
发 回 其 中 一 个 发 回 其 中 一 个
数 传 阶 段
比特 8 标志 F
8 地址 A
透明传输区间 检验区间 8 可变 控制 C 2 0 1 3 4 N（S） S M 信息 INFO 5 6 7 8 N（R） P/F P/F P/F N（R） M
16 帧校验序列 FCS
8 标志 F
1 信息帧（I） 0 监控帧（S） 1 无编号帧（U） 1
4．3．2面向比特型传输控制规程分析
1、传统局域网 1）10Base5以太网 2）10Base2以太网 3）10Base-T以太网 4）10Base-F以太网 2、快速局域网 3、FDDI 4、千兆以太网 5、无线局域网
数据链路层协议大全
1.HDLC：（面向比特）
标志｜地址｜控制｜信 息｜帧检验序列｜标志
3. Ethernet数据帧：
3.1 DIX Ethernet V2 :
前序 |目的地址|源地址|类型|数据 |FCS
字节：8 | 6 | 6 | 2 |46~1500| 4
3.2 IEEE 的 802.3 /802.2LLC
前序 |帧起始界定符|目的地址|源地址|长度|IPX数据 |FCS
字节：7 | 1 | 6 | 6 | 2 |46~1500 | 4
3.4 IEEE为兼容Ethernet II推的802.3 /SNAP
前序 |帧起始界定符|目的地址|源地址|长度|DSAP|SSAP|控制|机构代码|类型|数据 |FCS
8.帧中继：
标志 ｜地址 ｜信 息｜帧检验序列｜标志
比特： 8 ｜ 16 ｜可 变 ｜ 16 ｜ 8
缩写： F ｜ A ｜ Info ｜ FCS | F
比特： 8 ｜ 8 ｜ 8 ｜可 变｜ 16 ｜ 8
缩写： F ｜ A ｜ C｜ Info ｜ FCS ｜ F
注：控制字段 C 共 8 bit，是最复杂的字段。HDLC 的许多重要功能都靠控制字段来实现
（1）HDLC 采用零比特填充法使一帧中两个 F 字段之间不会出现 6 个连续 1
（2）在发送端，当一串比特流数据中有 5 个连续 1 时，就立即填入一个 0
（3）在接收帧时，先找到 F 字段以确定帧的边界。接着再对比特流进行扫描，每当发现 5 个连续 1 时，就将其后的一个 0 删除，以还原成原来的比特流.（特别强调：在封装帧时，是先封装数据，再放标志位，我之所以说这些是为了解决容易迷惑的一个问题“在封装帧时，如果遇到6个连1我怎么才能知道哪个是标志位哪个是数据呢”，有了这个先后顺序，就很容易理解了。）
数据链路层协议
数据链路层协议数据链路层是OSI模型中的第二层，位于物理层之上，其主要功能是为两个相邻的网络实体提供可靠的数据传输和数据帧的管理。
数据链路层协议定义了数据的封装、传输、检错和重发等机制，以保证数据的可靠传输和顺序交付。
在数据链路层协议中，最常用的协议是以太网协议（Ethernet）。
以太网协议是一种局域网标准，广泛应用于有线网络中。
以太网协议使用MAC地址来唯一标识网络设备，并且通过使用冲突检测机制来实现多个设备之间的数据传输。
数据链路层协议的封装机制通常将网络层IP数据报封装成数据帧，以便于在物理链路上进行传输。
数据帧由数据链路层头部和尾部构成，其中头部包含了源MAC地址和目的MAC地址，用来标识数据帧的发送方和接收方。
头部还包含了一些控制信息，如帧的类型、长度等。
尾部则包含了一种循环冗余校验（CRC）码，用于检测数据在传输过程中是否出错。
在数据链路层中，常见的协议还包括PPP（Point-to-Point Protocol）和HDLC（High-level Data Link Control）。
PPP协议主要用于通过串行线路连接两个网络设备，如拨号上网等。
PPP协议提供了可靠的数据传输和多种认证方式，确保数据的完整性和安全性。
HDLC协议则是一种数据链路层的标准协议，广泛应用于广域网中。
HDLC协议提供了可靠的数据传输和数据帧的流控制机制，能够保证数据的有顺序地传输。
数据链路层协议还提供了一种流控制机制，用于控制数据的发送和接收速率，以防止数据的溢出或丢失。
常见的流控制机制有停止等待协议和滑动窗口协议。
停止等待协议要求发送方在发送一个数据帧后等待接收方的确认帧，然后再发送下一个数据帧。
滑动窗口协议则允许发送方连续发送多个数据帧，但必须等待接收方发回确认帧才能继续发送。
数据链路层协议还具备数据的差错控制机制，以保证数据在传输过程中的完整性。
常见的差错控制技术包括纠错码和检错码。
纠错码能够在数据传输中自动检测和纠正错误，而检错码则只能检测错误但不能纠正错误。
六、数据链路层功能与协议
六、数据链路层功能与协议1、数据链路层的功能数据链路层在物理层提供服务的基础上向⽹络层提供服务。
作⽤：加强物理层传输原始⽐特流的功能，将物理层提供的可能出错的物理连接改造成逻辑上⽆差错的数据链路。
让它对⽹络层表现为⼀条⽆差错的链路。
1.1、为⽹络层提供的服务1.1.1、⽆确认的⽆连接的服务：源机器发送数据帧之前不⽤先建⽴链路连接，⽬的机器收到数据帧后也不要发回确认。
对丢失的帧，数据链路层不负责重发⽽交给上层处理，⽤来实时通信或者误码率较低的通信信道。
以太⽹就是这种机制服务1.1.2、有确认⽆连接的服务：源机器发送数据帧不需要建⽴链路连接，但是⽬的机器收到数据帧后必须发回确认。
源机器在所规定的时间内没有收到确认信号，就会重新传丢失的帧。
⽤来提⾼传输的可靠性。
这种服务常⽤在误码率⾼的通信信道，⽐如⽆线通信。
1.1.3、有确认的⾯向连接的服务：帧传输分为三个过程：建⽴数据链路，传输帧，释放数据链路。
这种服务⽤语通信要求，可靠性，实时性较⾼的情况下。
注：有连接就⼀定要有确认1.2数据链路层的链路管理1.2.1、数据链路层，连接的建⽴，维持，释放，三个过程叫做链路管理，主要还是⾯向连接的服务两个⼯作栈之间进⾏传输信息的时候，必须将⽹络层的分组（package）封装成帧（Frame），然后⽤帧的格式进⾏传送。
在数据的前后分别加上帧头和帧尾，就构成了帧。
1.2.2、帧头和帧尾的作⽤：确定帧的界限，也就是帧定界。
HDLC标准帧格式：前后都有标志位F（01111110）透明传输：不管所传数据是什么样的⽐特组合，都可以在连路上传送1.3、流量控制由于发送⽅和接收⽅的⼯作速率和缓存空间的差异，可能出现发送⽅发送能⼒⼤于接收⽅的能⼒。
如果不对链路上的信息流量限制，前⾯来不及接收的帧就会被后⾯不断发送的帧淹没，造成帧的丢失⽽出错。
流量控制：就是限制发送⽅的数据流量，使其发送速率不超过接收速率。
其实流量控制其它层也提供这个功能，只不过控制的对象不同⽽已。
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9
例家用PC通过访问服务器访问ISP： PC经过MODEM、拨号线呼叫访问服务器某端口， 访问服务器摘机。建立物理链路。 通过若干个PPP的帧，其数据域中包含LCP包。PC（作为 发起者）和访问服务器（作为响应者）协商数据链路层参 数选项，建立数据链路。 对PC使用者进行身份认证，通过则继续，否则终止通信。 通过若干个PPP的帧，其数据域中包含的NCP包来协商 网络层采用的协议。假设为IP协议，协商确定PC动态IP地址。 PC采用分配到的IP地址，发送、接收IP分组访问ISP服务器。 通过NCP协议，撤消原来协商的选项，释放动态分配的 IP地址，然后通过LCP协议撤消数据链路，再通过PC“搁机” 撤消物理链路。
• •
HDLC系列协议支持两种通信方式： 非平衡型：一个主站和多个次站。 主站发出的帧称为命令，包含次站的地址。 次站发出的帧称为响应。 平衡型：链路两端的站均称为复合站。 兼有主站和次站的功能，均可发送命令和响应。 命令包含目的地址，响应包含源地址。
1
A 非平衡型 主站
B
命令（ B、C或D） 响应（B） 响应（C） 响应（D）
一、SLIP协议（在RFC1055中描述） SLIP协议（ RFC1055中描述） 协议 中描述
• 串行IP协议,最简单的数据链路层协议,不是IP层协议。 • 帧定界符采用带字符填充的首尾界符法。 • 特殊的标志字符0XC0作为帧始符和结束符。0XC0之间就是
IP分组，所以称为串行IP协议.在发送时，IP分组中若有0XC0 字符，则代之以0XDB和0XDC这两个字符；若有0XDB字符，则在 其后加0XDD字符。收方收到0XC0，则为帧界符；收到0XDB后跟 0XDD则代之以0XC0；收到0XDB后跟m个0XDD，则删去一个0XDD字 符。 对TCP头和IP头进行了压缩,有很大的压缩率。 压缩解压过程描述在RFC1144中。
5
• 子网访问协议SNAP：使各种IEEE 802.X的MAC子层适用于
TCP/IP协议，它简化了LLC协议，并成为其薄薄的上子层。
• 用于TCP/IP的802帧格式及其LLC头
LLC头 SNAP SNAP头 802MAC头 LLC 高层信息 802 MAC尾 SNAP头 协议标识或组织代码 3字节 以太类型 2字节
•
• 优点：简单。 • 缺点是：不处理错误检测，无认证，只支持IP上
层协议，不能够动态分配IP地址
7
二、PPP协议 PPP协议
•
• PPP协议的帧格式
01111110 地址
PPP协议处理错误检测，允许多种形式的认证， 支持多种上层协议，能够动态分配IP地址
2(1) 协议 1500( ) 有效载荷 2(4) CRC 01111110
3
无序号帧控制域
1
1
Type
P/F
M
无序号帧可随时发出,用来进行控制 例如建立连接,撤消连接等 也可用于提供无连接服务中传送数据 按照5位M的不同,可以有32种无编号帧,现在只用了15种
4
2
IEEE 802.2和子网访问协议SNAP 802.2和子网访问协议 和子网访问协议SNAP
• 局，LLC） • LLC子层屏蔽各种MAC子层的区别,向网络层提供统一接口。 • 帧格式
控制
11111111 00000011
• 同步的PPP协议采用带位填充的首尾标志法。 • 地址域11111111,表示广播;控制域00000011,表示无序号帧。 • 协议域缺省2字节，可协商为1个字节,表示协议的类型。
0开始表示上层协议，1开始表示本层的协商协议：LCP或NCP。
8
• •
链路控制协议LCP（Link Control Protocol）的功能是： 建立数据链路（这是通过协商选项完成的） 测试数据链路和撤消数据链路。 LCP协商选项包括： 数据帧的最大有效载荷 协议域尺寸、CRC域尺寸 认证方法及其协议 各种头部的压缩方式和是否进行线路质量监控 网络控制协议NCP（Network Control Protocol）的功能是： 协商上层采用什么网络层协议 协议参数和选项
协议允许捎带确认。 P/F位对命令而言，为1表示要求对方立刻回答； 为0 表示不要求对方立刻回答。P/F位对响应而言，为1表示最后帧； 为0表示非最后帧。
• 确认号表示收方希望收到的数据帧序号， 即当时接收窗口下界
帧号。
监控帧控制域
1
0
S
P/F
N(R)
• S=00,接收准备好，准备接收N（R）号帧，用于流控。 • S=01,接收未准备好，但可确认N（R）号帧，用于流控。 • S=10,否认帧,否认N(R)域帧号及以后的帧,回退n帧法。 • S=11,表示否认帧否认N(R)域表示的帧号的帧,选择性重发
次站
C
次站 D 次站
命令（B）
平衡型
复合 站A
响应（B） 命令（A） 响应（A）
复合 站B
• HDLC系列协议帧格式
8 8 8 01111110 地址 控制 数据
16 CRC
8 01111110
2
•
三类帧： 0
信息帧控制域
序号
P/F
确认号
• 信息帧支持滑动窗口协议，采用3位序号和3位确认号，HDLC类
1字节 1字节 1-2字节 控制 DSAP地址 SSAP地址 SSAP 高层信息
DSAP地址：目标服务访问点地址 SSAP地址： 源服务访问点地址 控制域1～2个字节，格式类似HDLC的控制域。 分为信息帧，监督帧和无编号帧。序号和确认号3位或7位。 LLC子层上面允许存在多种网络层，通过不同地址通信 采用滑动窗口协议，提供面向连接的服务。
不支持面向连接的服务和多个网络层。
• LLC头内容被指定为AAH，AAH和03H。对LLC子层的简化， • SNAP头中的协议标识或组织代码域指定为全0。
各种上层协议。 以太类型域：帧格式的类型域，以太网支持的上层协议
6
• 通过SNAP协议，IEEE 802的帧能够支持和以太网一样的
3
SLIP协议和PPP协议 SLIP协议和PPP协议 协议和PPP
数据链路层标准协议 1 高级数据链路控制（HDLC）系列协议 高级数据链路控制（HDLC）
HDLC系列协议是提供有连接服务的协议。
1974 年 IBM 推 出 了 同 步 数 据 链 路 控 制 协 议 SDLC （ Synchronous Data Link Control）。经ISO修改成为高级数据链路控制协议HDLC（High Lever Data Link Control）。经过CCITT修订，成为链路访问规程LAP（Link Access Procedure）， 作为公用数据网接口标准X.25的一部分。后来进而被修改为LAPB。即平衡型的 链路访问规程。经过美国国家标准协会ANSI修订成为高级数据通讯控制规程 ADCCP（Advanced Data Comunication Control Procedure）。