TCP/IP中的网络接口层协议

网络接口层协议

TCP/IP中的网络接口层对应OSI模型中的物理层和数据链路层，是TCP/IP的最底层，不过通常在描述TCP/IP模型时还是会划分具体为物理层和数据链路层。
1、物理层的主要任务是确定传输媒体接口的特性，这些特性包括四个方面：
1）机械特性。说明接口所用连接器的形状和尺寸，引脚数目和排列、固定和锁定位置等。
2）电气特性。规定引脚的电平特性，即电压范围多少，以及如何表示1和0.
3）功能特性。规定引脚上出现的每一电平所代表的物理意义
4）规程特性。规定实现某一功能所出现事件的先后顺序，即事件的时许关系。
2、物理层向数据链路层提供的服务
1）物理连接，为链路层提供传输比特流的物理信道
2）物理服务数据单元（PSDU），对于串行传输方式来说，传输单元为1比特，对于并行传输方式来说，传输单元为8比特或者更多
3）包括故障事件，同时提供质量参数，尽管物理层不提供纠错服务，但它能够设定数据传输速率并检测数据出错率。
3、信道是传输信号的路径，包括传输媒体和有关中间通信设备。信道的主要参数有：信号的通频带f，可用时间t，信噪比S/N，有限带宽（波特率）和最大传输速率（信道容量，用比特率表示）等。
4、多路复用技术是指在同一传输媒体上，同时传输多个有限带宽的方法，称为多路复用。复用类型可以分为频分复用，波分复用，时分复用和码分复用。
5、数字载波存在两大体系，T-标准（应用于北美，日本）和E-标准（用用于中国，欧洲、和南美），这两个标准体系都是采用时分复用技术。
6、数据传输同步方式有异步传输和同步传输（分为面向字符的同步方式和面向位的同步方式）
7、交换方式分为电路交换，报文交换，分组交换也成为包交换（有数据报和虚电路两种方法）。
8、传输媒体有：同轴电缆（coax，是以前组建以太网常用的媒体，不过现在比较少使用，分为50欧、75欧（主要用于TV电缆），90欧三种类型），双绞线（TP分为屏蔽双绞线STP和非屏蔽双绞线UTP），光缆（单模式和多模式），无线传输（红外传输，射频传输，通信卫星传输）
9、物理层的标准举例：RS-232-C，RS-449

数据链路控制及其协议

1、基本概念

数据链路层实现的主要功能包括链路管理、成帧与帧同步、差错控制、流量控制以及为网络层提供服务。

1）链路：是指一条无源的点到点的物理线路段，中间没有任何其它的交换节点，两个端点之间的通信信道是由多条链路串联而成的

2）数据链路：是指从数据发送点到数据接收点所经过的传输途径，数据链路的概念包括物理链路和实现控制数据传输规程的硬件和软件

3）数据链路控制规程：是指为使数据能迅速、正确、有效地从发送点到达接收点所采用的控制方式。因此可以这样理解：链路是一段不可靠的物理传输线路，而数据链路是指能可靠传输的逻辑链路。通过复用技术，一条链路上可以有多条数据链路。

2、数据链路实现的功能：

1）为网络层提供服务，包括无确认无连接服务，有确认无连接服务，有确认有连接服务。

2）链路管理，包括数据链路的建立、维护和释放

3）成帧与帧同步，主要成帧方法有：字符计数法，带字符填充的首尾字符界定法，带位填充的首尾标记定界法，物理层编码违例法。

4）差错控制，包括帧内比特出错和帧丢失

5）流量控制主要是通过控制发送方发送数据的速率，来保证接收方能及时地处理发送方发送的数据，目前采用方法主要是基于反馈机制来实现的

6）数据的透明传输

7）寻址，对于多点连接的情况，必须有相应的寻址机制来保证每帧能发送到正确的目标站，而且要求接收方也知道发送方是那个站点。

3、错误检测和纠正，处理差错的两个策略是使用纠错码和使用检错码

纠错码有：奇偶校验码，海明码。检错码：校验和，CRC

4、基本的数据链路层协议（单工工作方式）

1）无约束单工协议是一种理想状态下的通信协议，包括发送程序和接收程序，周而复始

2）单工停等协议主要是解决流量控制，但是还是建立在无噪声理想情况之上的。

3）有噪声信道的单工协议，比较接近于实际的通信系统，要解决错误帧的处理，包括超时重传。

5、滑动窗口协议（全双工工作方式）

在全双工工作方式下，通信的双发同时存在数据帧和响应帧的发送和接收，因此接收方在接收到一个数据帧后，可以暂时延迟待发响应帧，以便将响应帧附加在下一个待发数据帧，这种技术称为确认捎带/载答技术。滑动窗口协议包括一比特滑动窗口协议、退后n帧协议和选择重传协议。

6、开发和描述洗衣的形式化方法有：有限状态机，形式化语言，Petri网，过程代数

7、常用的数据链路层协议

数据链路层具有很多类型的协议，可以分为面向字符的链路层协议和面向比特的链路层协议两类。随着计算机通信的发展，面向字符的链路控制规程就逐渐把露出其弱点，而后来出现的面向比特的规程更适合于计算机通信，而这些面向比特的规程均大同小异。

1）面向字符的链路层协议。如ISO的基本型传输控制规程及其扩展部分IS1746，IBM的二进制同步通信规程BSC，DEC的数字数据通信报文协议DDCMP，点到点协议PPP。

2）面向比特的链路层协议。如IBM的同步数据链路控制协议SDLC，ANSI改进SDLC提出的先进数据通信控制协议ADCCP，ISO修改SDLC提出的数据链路控制HDLC，CCITT修改HDLC提出的链路接入规程LAP作为X.25网络接口标准的一部份，后来改为LAPB。

8、高级数据链路层控制规程HDLC使用范围包括计算机与计算机通信，计算机与终端通信，终端与终端通信。在HDLC协议中，一个最基本的概念是数据站，所谓数据站是负责发送和接收数据帧的终端和计算机，HDLC定义了三种类型的数据站：主站，从站，组合站。在HDLC协议中，也定义了适用于链路的两种配置，即非平衡配置和平衡配置。

9、互联网数据链路层协议

目前，用户接入互联网的方法一般有两种，一种是专线接入，即路由器到路由器，另一种是通过拨号上网，连到路由器或接入服务器，无论使用那种方式，在传输数据时，都得使用数据链路层协议。在互联网中广泛使用的协议是SLIP、PPP和PPoE等。

1）串行线路IP（SLIP，1984提出），具有比较多的缺点，难以普及。

2）点到点协议PPP，链路建立过程：创建PPP链路-》用户验证-》调用网络层协议。

3）PPPoE（全称为基于以太网的点到点通信协议）

目前通过Modem拨号方式接入互联网的用户已经越来越少，因此PPP协议未来发展并不看好，而数据链路层协议是为了满足越来越多的宽带上网设备（即ADSL，无线、有线电视）和越来越快的网络之间的通信而最新制定的标准，它基于两个广泛接受的标准，即以太网和PPP拨号协议。PPPoE可以理解为通过以太网来实现PPP协议。