数据链路层与局域网组网技术PPT
数据链路层的作用数据链路层是OSI参考模型中的第二层，它位于物理层和网络层之间。数据链路层的主要功能包括传递信息、帧同步、控制差错、控制流量、控制链路、M...
数据链路层的作用数据链路层是OSI参考模型中的第二层，它位于物理层和网络层之间。数据链路层的主要功能包括传递信息、帧同步、控制差错、控制流量、控制链路、MAC寻址、区分数据和控制信息、透明传输等。传递信息数据链路层用于两个设备，同一数据链路节点之间的信息传输帧同步为了保证帧同步，避免接收比特的数量和价值的异常控制差错为了控制错误，保证数据通信的准确性，减少错误的发生概率控制流量为了保证数据通信的有序进行，在通信过程中不会出现因接收方接收延迟而造成的数据丢失控制链路包括数据链路的建立、链路的维护和释放MAC寻址计算机网卡的MAC地址就是在这里进行寻址的，它与寻址的IP地址不同区分数据和控制信息在很多情况下，数据和控制信息是在同一帧中透明传输可以将任何比特组合的数据有效传输数据链路层相关技术数据链路层中有两种协议：点对点协议和广播协议。点对点协议（PPP）点对点协议（PPP）是一种数据链路层协议，用于在点对点连接上传输多协议数据包。PPP协议的主要目的是简化在点对点链路上封装多个网络层协议的过程。PPP协议提供了一种标准的方法来封装多种网络层协议，并在点对点链路上传输它们。广播协议广播协议是另一种数据链路层协议，它允许数据帧在局域网内广播到所有设备。广播协议通常用于局域网中，其中所有设备都连接到同一个物理介质上，例如以太网。局域网局域网（LAN）是一种网络类型，其覆盖范围一般在方圆几千米之内。局域网通常用于办公室、学校、家庭等地方，用于实现文件管理、应用软件共享、打印机共享等功能。局域网的特点是分布地区范围有限，可以小到办公室之间的联系，也可以大到一栋建筑楼与相邻建筑之间的连接。局域网通常由计算机设备、网络连接设备、网络传输介质三部分构成。其中，计算机设备包括服务器与工作站，网络连接设备则包含了网卡、集线器、交换机，网络传输介质简单来说就是网线。以太网以太网是一种计算机局域网技术，由IEEE组织的IEEE 802.3标准制定。以太网是应用最普遍的局域网技术，取代了其他局域网技术如令牌环、FDDI和ARCNET。以太网有两种类型：经典以太网和交换式以太网。经典以太网是以太网的原始形式，运行速度从3~10 Mbps不等；而交换式以太网使用了一种称为交换机的设备连接不同的计算机，可以运行在100、1000和10000 Mbps等高速率。虚拟局域网（VLAN）虚拟局域网（VLAN）是一种技术，它可以将一组逻辑上的设备和用户组织起来，这些设备和用户并不受物理位置的限制。VLAN可以根据功能、部门及应用等因素将它们组织起来，相互之间的通信就好像它们在同一个网段中一样。VLAN是一种比较新的技术，工作在OSI参考模型的第2层和第3层。VLAN的优点包括：网络设备的移动、添加和修改的管理开销减少；可以控制广播活动；可提高网络的安全性。无线局域网（WLAN）无线局域网（WLAN）是利用无线通信技术将计算机设备互联起来，构成可以互相通信和实现资源共享的网络体系。WLAN不再使用通信电缆将计算机与网络连接起来，而是通过无线的方式连接，从而使网络的构建和终端的移动更加灵活。WLAN使用射频（Radio Frequency；RF）的技术，利用电磁波在空中进行通信连接。WLAN的起步可以追溯到1997年，当时第一个无线局域网标准IEEE 802.11正式颁布实施。随后的几年里，WLAN的标准不断发展和改进，传输速率也得到了大幅提升。总结数据链路层是OSI参考模型中的重要一层，它负责在物理层和网络层之间传递信息，并处理数据在传输过程中的物理和逻辑连接问题。局域网是一种覆盖范围有限的网络类型，通常用于实现文件管理、应用软件共享等功能。以太网是最常见的局域网技术之一，而虚拟局域网（VLAN）和无线局域网（WLAN）则是局域网技术的两种重要扩展。这些技术共同构成了现代计算机网络的基础。数据链路层相关技术（续）HDLC、Ethernet和帧中继除了PPP之外，数据链路层还使用其他协议，如HDLC（高级数据链路控制）、Ethernet和帧中继。HDLC是一种面向比特的协议，它定义了数据链路层如何封装数据，并提供帧同步、差错控制、流量控制等功能。HDLC广泛用于广域网中，特别是当数据链路是串行线路时。Ethernet是一种基于广播的局域网技术，它使用CSMA/CD（载波侦听多路访问/碰撞检测）机制来管理对共享物理介质的访问。Ethernet帧包含目的MAC地址、源MAC地址、类型/长度字段、数据负载和帧校验序列（FCS）。帧中继是一种面向连接的数据链路层协议，它简化了X.25分组交换网络的复杂性。帧中继使用虚电路来建立连接，并通过数据链路层帧来传输数据。帧中继适用于高速、低延迟的通信环境。异步传输模式（ATM）异步传输模式（ATM）是一种面向连接的、基于信元的传输技术。ATM将信息划分为固定长度的信元（通常为53字节），并使用虚电路来传输这些信元。ATM具有高效的传输机制和良好的服务质量（QoS）支持，适用于高速、高带宽的网络环境。局域网（续）局域网拓扑结构局域网的拓扑结构可以分为星型、总线型、环型和网状型等。星型拓扑结构使用中心节点（通常是集线器或交换机）连接各个设备；总线型拓扑结构将所有设备连接到同一条物理介质上；环型拓扑结构将设备连接成一个闭环；网状型拓扑结构则允许设备之间直接连接，形成复杂的网络结构。局域网协议局域网使用的协议通常包括以太网协议（Ethernet）、令牌环协议（Token Ring）和光纤分布式数据接口（FDDI）等。以太网协议是最常用的局域网协议，它使用CSMA/CD机制来管理对共享物理介质的访问。令牌环协议使用令牌来管理对介质的访问，确保每个设备都有公平的机会发送数据。FDDI则是一种基于光纤的、高速的局域网技术。以太网标准（续）十兆以太网十兆以太网使用802.3标准，物理层最小帧长为64字节，最大帧长为1518字节。常用的物理层介质包括10Base-T（使用无屏蔽双绞线）和100Base-TX（使用两对5类非屏蔽双绞线）。千兆以太网和万兆以太网随着网络技术的发展，以太网的速度不断提高，出现了千兆以太网（1000 Mbps）和万兆以太网（10000 Mbps）。这些高速以太网标准使用更先进的物理层技术和帧结构，以满足高速数据传输的需求。虚拟局域网（VLAN）（续）VLAN的优点除了前面提到的优点外，VLAN还可以简化网络管理、提高网络安全性、增强网络灵活性等。通过将不同部门的用户划分到不同的VLAN中，可以限制用户之间的通信，防止敏感信息泄露。同时，VLAN的划分不受物理位置的限制，可以根据业务需求灵活调整网络结构。VLAN的实现方式VLAN的实现方式主要有基于端口的VLAN、基于MAC地址的VLAN和基于协议的VLAN等。基于端口的VLAN是根据设备连接的物理端口来划分VLAN；基于MAC地址的VLAN则是根据设备的MAC地址来划分VLAN；基于协议的VLAN则是根据设备使用的网络协议来划分VLAN。无线局域网（WLAN）（续）WLAN的标准和协议WLAN使用的主要标准和协议包括IEEE 802.11系列标准（如802.11a、802.11b、802.11g、802.11n等）以及Wi-Fi联盟制定的Wi-Fi认证标准。这些标准和协议规定了无线局域网的物理层、数据链路层以及安全管理等方面的要求。WLAN的安全性和性能无线局域网的安全性是一个重要的问题，因为无线信号可以很容易地被截获和干扰。为了解决这个问题，WLAN采用了多种安全措施，如加密技术（如WPA2-PSK）、访问控制列表（ACL）等。此外，为了提高无线局域网的性能和稳定性，还采用了诸如信道优化、负载均衡等技术。WLAN的应用场景无线局域网广泛应用于家庭、办公室、学校、公共场所等地方，为用户提供了便捷的网络接入方式。同时，随着移动设备的普及和物联网技术的发展，无线局域网的应用场景也在不断扩展，如智能家居、智慧城市等领域。总结（续）数据链路层作为OSI参考模型中的关键一层，
