1、数据链路层三个基本问题:封装成帧、透明传输和差错检测。
2、封装成帧:
帧同步，帧定界。封装成帧就是在一段数据的前后分别添加首部和尾部，这样就构成了一个帧。接收端在收到物理层上交的比特流后，就能根据首部和尾部的标记，从收到的比特流中识别帧的开始和结束。
帧定界方法:①字符计数法、②字符填充的首尾定界法、③比特填充的首尾标志法、④违规编码法
3、透明传输
隐藏数据字段中与控制字段相同的部分。
①字节/符填充法:在需要隐藏信息前添加转义字符ESC（其16进制编码是1B，二进制是00011011）;
②零比特填充法:只要有5个连续的1就填入一个0。
4、差错检测
误码率＝传输错误的比特/传输比特总数
Ⅰ、对于数据错:
①奇偶校验法在:末尾添加0/1时帧中的一个数为奇＝偶。
② 循环冗余检测CRC:收发双方事先规定一个数P作为除数，发送方将二进制数据模2除P，得到的余数R作为冗余码（又称帧检测序列FCS），接收方在用P模2除（数据＋冗余码），若＝0/1，则正确/错误。
③海明码:检查出错误及丢弃，使向上层提供逻辑上无差错的数据链路。
Ⅱ、对于帧错:
定时器（超时重传）、编号机制（帧失序/重复）。
5、点对点协议PPP
PPP协议就是用户计算机和ISP(因特网服务提供商)进行通信所使用的数据链路层协议，一对一通信。PPP协议是面向字节的，PPP不使用序号和确认机制，只保证无差错接收。
①PPP协议应满足的需求:简单、封装成帧、透明性、多种网络层协议、多种类型链路、差错检测、检测连接状态、最大传送单元、网络层地址协商、数据压缩协商。
②PPP协议的组成:一个将IP数据报封装到串行链路的方法;一个用来建立、配置和测试数据链路连接的网链路控制协议LCP;一套网络控制协议NCP。
③PPP协议的帧格式:
ⅰ、各字段的意义
信息字段的长度是可变的，但不超过1500字节，则总长度不超过1508字节。
ⅱ、字节填充
当信息字段中出现和标志字段一样的比特(0x7D)组合时 ，就必须采取措施，使这样的组合不出现在信息字段中。
当PPP使用异步传输时，它把转义符定义为0x7D(即01111101)，并使用字节填充。
(1)把信息字段中出现的每一个0x7E字节转变成为2字节序列(0x7D,0x5E)。
(2)若信息字段中出现一个0 x7D的字节(即出现了和转义字符一样的比特组合)，则把0x7D转变成为2字节序列(0x7D,0x5D)。
(3)若信息字段中出现ASCⅡ码的控制字符(即数值小于0x20的字符)，则在该字符前面要加入一个0x7D字节，同时将该字符的编码加以改变。例如，出现0x03(在控制字符中是“传输结束”ETX)就要把它转变为2字节序列(0x7D,0x23)。
ⅲ、零比特填充
在发送端，只要发现有5个连续1，则立即填入一个0。
在接收端，只要发现有5个连续1，则立即删除5个1后面的1个0。
6、局域网
局域网最主要的特点是:网络为一个单位所拥有，且地理范围和站点数目均有限。局域网的优点:①具有广播功能，从一个站点可很方便的访问全网。②便于系统的扩展和逐渐的演变，各设备的位置可灵活调整和改变。③提高了系统的可靠性，可用性和生存性。
7、局域网拓扑结构
局域网按网络拓扑进行分类，分为星形网、环形网和总线网。
8、以太网与CMSA/CD协议(载播监听多点接入/碰撞检测协议)
Ⅰ、适用范围
在使用CMSA/CD协议时，一个站不可能同时进行发送和接收(但必须边发送边接收信道)。使用CMSA/CD协议的以太网只能进行双向交替通信(半双工通信)。
适用于总线性网络、半双工网络。
Ⅱ、工作流程
①先听后发:适配器侦听信道空闲(电缆中的电压变化)，则开始传输已在放在缓冲区的帧，否则一直侦听至信道空闲。
②边听边发:在传输过程仍不断检测是否来自其他适配器的能量，在2τ(争用期/冲突窗口/碰撞窗口)内未发生碰撞表示不会再发生碰撞了。2τ≈5μs
③冲突停发，若检测到其他能量则立即停止传输当前帧，并传输一个48bit的拥塞信号。
④随机重发:停发之后，适配器采用截断二进制指数退避算法，等待一段随机时间后回到①，直至帧传输成功。
Ⅲ、集线器的星形拓扑
①集线器的特点
(1)使用集线器的以太网在逻辑上仍是一个总线网，各站共享逻辑上的总线，使用的还是CSMA/CD协议。
(2)一个集线器有许多端口。
(3)集线器工作在物理层，每个端口仅仅简单的转发比特，不进行碰撞检测。
(4)集线器采用了专门的芯片进行自适应串音回拨抵消。
Ⅳ、以太网的信道利用率
a＝τ/T₀
Sₘₐₓ＝T₀/(T₀＋τ)＝1/(1＋a)
其中，τ表示以太网单程端到端时延，T₀表示帧的发送时间，Sₘₐₓ表示极限信道利用率，a以太网中定义的参数，表示以太网信道利用率。
9、以太网的MAC层
①MAC层的硬件地址
硬件地址又称为物理地址或MAC地址。“名字”应当与系统的所在地无关。局域网的“地址”应当是每一个站的“名字”或标识符。
单播帧(一对一):即收到的帧的MAC地址与本站的MAC地址相同。
广播帧(一对全体):即发送给本局域网上所有站点的帧(全1地址)。
多播帧(一对多):即发送给本局网上一部分站点的帧。
②MAC帧的格式
IEEE802.3标准规定的无效的MAC帧:
ⅰ、帧的长度不是整数个字节。
ⅱ、用收到的帧检验序列FCS查出有错误。
ⅲ、收到的帧的MAC客户数据字段的长度不在46～1500字节之间。
10、虚拟局域网VLAN
虚拟局域网VLAN是由一些局域网网段构成的与物理位置无关的逻辑组，而这些网段具有某些共同的需求，每一个VLAN的帧都具有一个明确的标识符，指明发送这个帧的计算机属于哪一个VLAN。虚拟局域网其实只是局域网给用户提供的一种服务，而并不是一种新型局域网。
虚拟局域网协议允许在以太网的帧格式中插入一个4字节的标识符，称为VLAN标签，用来指明发送该帧的计算机属于哪一个虚拟局域网。
11、以太网交换机
以太网交换机实质上就是一个多端口的网桥，一般都工作在全双工方式。以太网交换机还具有并行性，即能同时联通多对端口，使多对主机能同时通信(而网桥只能一次分析或转发一个帧)。相互通信的主机都独占传输媒体，无碰撞的传输数据。每一个端口和连接到端口的主机构成了一个碰撞域，具有n个端口的以太网交换机的碰撞域共有n个。
12、高速以太网
①100BASE-T以太网
100BASE-T可使用以太网交换机提供更好的服务质量，可在全双工方式下工作而无冲突发生。因此，CSMA/CD协议对全双工方式工作的快速以太网是不起作用的(但在半双工方式工作时则一定要使用CSMA/CD协议)。
②吉比特以太网
ⅰ、允许在1Gbit/s下以全双工和半双工两种方式工作。
ⅱ、使用IEEE 802.3协议规定的帧格式。
ⅲ、在半双工方式下使用CSMA/CD协议，而在全双工方式不使用CSMA/CD协议。
ⅳ、与10BASE-T和100BASE-T技术向后兼容。
③10吉比特以太网(10GbE)和更快的以太网
10GbE只工作在全双工方式，因此不存在争用问题，当然，也不使用CSMA/CD协议。