信息安全工程师----第四章 4.3数据链路层

第四章 4.3数据链路层

点对点协议

点到点协议（PPP）提供了一种在点到点链路上封装网络层协议信息的方法

PPPOE，可以使以太网的主机通过一个简单的桥接设备连到一个远端的接入集中器上。通过PPPOE协议，远端接入设备能够实现对每个接入用户的控制和计费。

局域网的数据链路层结构

IEEE 802标准把数据链路层分为两个子层，逻辑链路控制（LLC），该层与硬件无关，实现流量控制等功能；媒体接入控制层（MAC），该层与硬件相关，提供硬件和LLC层的接口。LLC层目前不常使用了。

MAC

MAC子层的主要功能包括数据帧的封装 /卸载，帧的寻址和识别 ，帧的接收和发送 ，链路的管理，帧的差错控制等。MAC层主要访问控制方式有CSMA/CD、 令牌环和令牌总线三种。

以太网发送数据需要遵循一定的格式 以，太网中的Mac帧格式如图

MAC地址

MAC地址也叫硬件地址 ，又叫链路地址。 MAC地址由48比特组成 。

MAC地址前24位是厂家编号 ，由IEEE分配给生产以太网网卡的厂家 ；后24位是序列号 ，由厂家自行分配 ，用于表示表示设备地址。

LLC

LLC子层向上可提供以下四种服务 ：

• 不确定的无连接服务，即数据报服务。是用于点对点通信 、广播通信 、多播通信
• 面向连接服务，即虚电路服务 ，这种方式特别适合于传送很长的数据文件
• 带确定的无连接服务，即可靠的数据报服务 ，这种方式特别适合于过程控制或自动化工厂环境中的告警信息或控制信号的传输 。带确定的无链接服务只用在令牌总线网中

• 高速传输服务 ，这种方式专为城域网使用

  CSMA/CD

载波监听多路访问/冲突检测（CSMA/CD），是一种争用型的介质访问控制协议 。它起源于美国夏威夷大学开发的ALOHA网所采用的争用型协议，并进行了改进 ，具有更高的介质利用率

CSMA/CD的工作原理是：发送数据前先监听信道是否空闲 ，若空闲则立即发送数据 。在发送数据时，边发送边监听。 若监听到冲突， 则立即停止发送数据 。等待一段随机时间，再重新尝试。

CSMA/CD是一种解决访问冲突的协议 ，技术上易实现，网络中各工作站处于平等地位， 不需要集中控制 ，不提供优先级控制。在网络负载较小时，CSMA/CD协议的通信效率很高； 但在网络负载增大时，发送时间增长，发送效率急剧下降 。这种网络协议适合传输非实时数据 。注意 ：万兆以太网标准采用了全双工方式， 彻底抛弃了CSMA/CD

下面讲述CSMA/CD中几个比较重要的概念

多路访问
表明多路计算机连接在一根总线上

载波监听
表明发送数据前，检测总线中是否有数据发送 。如果有， 则进入类似退避算法的程序， 进而进一步反复进行载波监听工作 ；如果没有， 则依据一定的坚持算法决定如何发送。

冲突检测
CSMA/CD 采用边发送边监听方式 ，即边发送边检测信道信号电压变化， 如果发现信号变化幅度超过一定限度 ，则认为从线上发生冲突 。

退避算法
CSMA只能减少冲突， 不能完全避免冲突 ，只有经过争用期这段时间还没有检测到碰撞 ，才能肯定本次发送的数据不会发生碰撞 。以太网使用退避算法中的一种，称为截断的二进制指数退避算法，来解决数据碰撞问题 。这种算法规定了，发生碰撞的站等待信道空闲后并不立即发送数据 ，而是推迟一个随机时间，再进入发送程序 。这种方法减少了重传时再次发生碰撞的概率 。