1. 将帧从一个结点移动到路径上的下一个结点
  2. 提供的服务
    1. 成帧
      1. 封装网络数据报加上若干首部字段成为帧
    2. 链路接入
      1. 媒体访问控制(Medium Access Control,MAC)
        1. 48位的物理地址
        2. 规定了帧在链路上传输的规则
      2. MAC协议用于协调多个结点的帧传输
    3. 可靠交付
      1. 确认和重传
      2. 用于易于产生高差错率的链路(例如无线链路),目的是纠正一个差错
    4. 差错检测和纠正
      1. 差错检测
        1. 更复杂,用硬件实现
      2. 差错纠正
        1. 与差错检测的区别:接收方不仅能检测出帧中出现的比特差错,还能准确确定帧中差错出现的位置
      3. 种类
        1. 奇偶校验法
          1. 变形:二维奇偶校验法
        2. 检验和(checksum)方法
        3. 循环冗余检测 (cyclic redundancy check,CRC)
          1. 别称:多项式编码
  3. 概述
    1. 链路层的主体部分是在网络适配器(网络接口卡NIC)中实现的
    2. 主机或路由器上的适配器(网络接口)才有链路层地址(MAC地址),主机和路由器不具有
    3. MAC地址
      1. 别称:LAN地址、物理地址
      2. 适配器的MAC地址是唯一的
    4. 多协议标签交换MPLS
  4. 多路访问协议
    1. 信道划分协议 (channel partitioning Protocol)
      1. 时分多路复用TDM
        1. 为结点分配时隙
      2. 频分多路复用FDM
        1. 为结点分配频率
      3. 码分多址CDMA
        1. 为每个结点分配不同的唯一编码
      4. 相同优点:消除了碰撞且很公平 相同缺点:结点被限制于R/N bps的平均速率;即使结点是唯一一个要发送帧的结点,也必须等待它在传输序列中的轮次
    2. 随机接入协议 (random access Protocol)
      1. 过程::一个传输节点总是以信道的全部速率进行发送。当有碰撞产生时,涉及碰撞的每个节点反复地重发它的帧(也就是分组),知道该帧无碰撞位置。 每当一个节点经受一次碰撞时,它不必立刻重发该帧,相反,它在重发该帧之前等待一个随机时延。
      2. 种类
        1. 时隙ALOHA协议
          1. 要求所有结点同步传输,以在每个时隙开始时开始传输
        2. 纯ALOHA协议
          1. 一个非时隙、完全分散的协议
        3. 载波帧听多路访问(CSMA)
          1. 结点传输前先听信道,知道检测到一小段时间没有传输后才开始传输
          2. 信道传播时延决定其性能关键
        4. 具有碰撞检测的载波帧听多路访问(CSMA/CD)
    3. 轮流协议 (taking-turns Protocol)
      1. 轮询协议 (polling Protocol)
        1. 过程:指定一个结点为主结点,主结点以循环的方式轮询每个结点。前一个结点依次告诉后一个结点它能够传输的帧的最多数量
        2. 优点:消除了困扰随机接入协议的碰撞和空时隙
        3. 缺点:引入了轮询时延;如果主结点故障,整个新的都变得不可操作
      2. 令牌传递协议 (token-passing protocol)
        1. 过程:一个称为令牌的小的特殊帧在结点之间安装某种固定次序进行交换,一个结点收到令牌时仅当它有帧要发送时才持有令牌,否则立即向下一个结点转发令牌
    4. 理想特性
      1. 理想特性:①当只有一个节点是活跃的,该活跃节点具有R bps 的吞吐量;②当M个节点是活跃的,每个活跃节点的吞吐量接近R/M bps。
  5. 地址解析协议 (address resolution Protocol,ARP)
    1. 只在同一个子网上的主机和路由器接口解析ip地址
    2. 将IP地址解析成MAC地址
    3. ARP表
  6. 链路层交换机
    1. 操作
      1. 过滤
        1. 交换机决定一个帧是应该被转发到某个接口还是应该被丢弃
      2. 转发
        1. 决定一个帧应该被导向哪个接口,并把该帧接口移动到这些接口。
    2. 性质
      1. a、消除碰撞 b、能使用异质的链路(交换机将链路彼此相隔离) c、易于进行网络管理。