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前言

本文基于王道考研课程与湖科大计算机网络课程教学内容，系统梳理核心知识记忆点和框架，既为个人复习沉淀思考，亦希望能与同行者互助共进。（PS：后续将持续迭代优化细节）

往期内容

408 计算机网络 知识点记忆（1）

408 计算机网络 知识点记忆（2）

核心知识记忆点

数据链路层：封装成帧、透明传输、差错检测
点对点传输，广播，CSMA/CD 有线 CSMA/CA 无线

链路/物理链路
数据链路/逻辑链路 链路+协议硬件+软件

链路管理 数据链路层建立、维持和释放

封装成帧
帧界定 eg HDLC 0111 1110 开始和结束
流量控制
控制发送方发送别太快
差错检测
位错 循环冗余检验CRC 奇偶校验是“1”个数
帧错 帧丢失，重复，失序

通信路径：链路+路由器

不可靠传输服务：直接丢弃有误码的帧
可靠传输服务：实现发送方发送什么，接收方最终都能正确接收

有线链路误码率低
无线链路误码率高

组帧/封装成帧：帧定界、帧同步、透明传输
以太网V2MAC帧+前导码（1字节帧开始定界符+7字节前同步码），帧间间隔96比特时间

字符计数法 计数字段实现记录该帧所含字节数
字节填充法 特定字节定界帧开始与结束 SOH开始 EOT结束 转译ESC
零比特填充法 HDLC 0111 1110 表示开始与结束 遇5个1添0
违规编码 eg 曼彻斯特编码 高-高 低-低 只适用于冗余编码特殊编环境

差错控制
自动重传（ARQ） 丢弃、重传 检错 奇偶、CRC
向前纠错（FEC） 纠错
码距L=min{位串异或中1的个数（几个不同）}
L=D（检错位数）+C（纠错位数）+1，D>=C
1）检错d位错误，码距d+1 码距为1无法检错
2）纠正c位错误，码距至少2c+1
eg 海明码1位检错
信息位、检验位 n+k 出错情况 1种正确 $2^k>=n+k+1$
确定k
检验码位置$2^0,2^1,2^2,.......,2^{k-1}$
检验码横向加法，验证纵向求异或

检验组异或值为0

流量控制 可靠传输
停止等待 $W_T=W_R=1$ 超时重传

滑动窗口 先编号，再划分窗口大小
ARQ 停止等待 累计确认 1比特给分组编号 误码NAK（否认分组） 超时重传RTO稍大于RTT
连续ARQ/滑动窗口协议 后退N帧 超时重传该帧之后的所以帧 $W_T>1W_R=1$
选择重传 只传送出现错误的 $W_R<=W_T$ 实际一般$W_R=W_T$ $W_R+W_T<=2^n$n为比特帧编号数，否则接收方无法分辨新旧数据分组

信道利用率：发送方在发送周期内发送时间/整个周期时间
停止等待协议：$u=T_D/(T_D+RTT+T_A)$
连续ARQ：$u=n{T}_D/(T_D+RTT+T_A)$ 最大为1
数据传输速率=可发送数量量/发送周期
往返时延太大，不适宜采用SW协议
一个数据分组的差错就可能引起大量数据分组的重传，在信道质量较差（容易出现误码）的情况下，回退N帧协议的信道利用率并不比SW协议信道利用率高 累计确认

结语

数据链路层作为网络通信的“桥梁”，承载着将原始比特流转化为可靠数据帧的使命。从封装成帧的精准界定到滑动窗口的高效调度，从CRC校验的严谨纠错到海明码的智慧冗余，每一项技术都在为信息的无误传递保驾护航。无论是CSMA/CD在冲突碰撞中的优雅退避，还是CSMA/CA在无线环境下的信道预约，都彰显了协议设计者对复杂场景的深刻洞察与巧妙平衡。

在帧定界的透明传输中，我们领悟到技术对“边界”的尊重与突破；在ARQ的重传机制里，我们感受到可靠性与效率的永恒博弈。停止等待协议的质朴坚守、回退N帧的果断回溯、选择重传的精准修复，无不启示我们：在信道利用率的优化之路上，既需全局视野的统筹，又需细节极致的雕琢。

参考资料

1.王道考研课程
2.湖科大计算机网络课程