读书笔记--链路层:链路、接入网和局域网

本文详细介绍了链路层在通信中的作用,从链路层的概念到其提供的服务,包括成帧、链路接入、可靠交付和差错检验。探讨了MAC协议在多路访问链路中的协调作用,以及交换局域网的工作原理。

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1.链路层概述

在学习了网络层提供的任意两台主机之间的通信服务之后,我们自然而然的想弄明白,IP数据报是如何跨域一系列的通信链路进行传输的,有的是有线链路,有的是无线链路。从源主机开始,通过一系列的分组交换机(路由器和交换机),在目的主机结束。
所以,我们应该带着以下几个问题,进行本章的学习

  1. 为了在单条链路上传输,网络层的IP数据报是怎么被封装进链路层帧的。
  2. 沿着源到目的主机,IP数据报会通过一系列的链路,那么,不同的链路可以采用不同的链路层协议吗。
  3. 在广播链路中,如何协调多个发送方和接收方一起进行通信,即如何解决碰撞问题。(MAC协议)
  4. 链路层存在编址吗,如果需要,那么它如何与网络层的编址一起运行。(ARP)
  5. 交换机和路由器之间的区别在哪

1.1链路层概念

首先,我们学习几个有用的术语
结点:运行链路层协议的任何设备都可以称为结点。比如主机、路由器、交换机等等。
链路:沿着通信链路,连接两个相邻结点的通信信道称为链路。链路分为有线和无线的。
链路层帧:链路层传输单位,在通过特定的链路时,传输结点将数据报封装进链路层帧中,并将该帧发送到链 路中。
所以,为了将一个数据报从源主机传输到目的主机,数据报必须通过沿着端到端路径上的各种链路
如图所示:

### HAL_TIM_PeriodElapsedCallback 函数功能与用法 #### 1. 功能描述 `HAL_TIM_PeriodElapsedCallback` 是 STM32 HAL 库中的回调函数,用于处理定时器周期结束事件。当定时器的计数值达到设定的最大值并触发更新事件时,该回调函数会被调用[^1]。 此函数的主要作用是在中断服务程序中被自动调用,允许用户在不修改底层驱动的情况下实现自定义逻辑。它通常用来响应特定的时间间隔到达后的动作,例如刷新数据、切换状态或其他实时任务调度[^2]。 --- #### 2. 定义形式 以下是 `HAL_TIM_PeriodElapsedCallback` 的典型定义: ```c void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim) { // 用户可以在此处编写自己的代码来处理定时器周期溢出事件 } ``` - **参数说明** - `TIM_HandleTypeDef *htim`: 这是一个指向定时器句柄结构体的指针,包含了配置运行状态的信息。通过这个句柄,可以在回调函数内部访问当前定时器的相关属性或重新设置其行为。 --- #### 3. 使用方法 为了使能这一回调机制,需完成以下几个步骤: 1. 初始化定时器:利用 `HAL_TIM_Base_Init` 或其他初始化接口完成硬件资源分配以及基础参数配置(如预分频系数、计数器周期等)。 2. 启动带中断模式的定时器:调用 `HAL_TIM_Base_Start_IT(htim)` 来开启定时器及其关联的中断请求。这一步会启用相应的中断线,并注册默认的中断服务例程(ISR)[^1]。 3. 实现回调函数:根据实际需求重写 `HAL_TIM_PeriodElapsedCallback` 方法的内容。每当发生一次完整的计数循环后,即进入下一轮计数前,都会跳转到此处执行指定的操作[^3]。 4. 清除标志位/中断挂起比特 (可选): 如果需要手动管理某些特殊类型的干扰信号,则可能还需要借助宏指令如 __HAL_TIM_CLEAR_IT() 对应位置零操作。 --- #### 示例代码片段 下面展示了一个简单的应用案例——每秒钟点亮 LED 一次: ```c #include "stm32f4xx_hal.h" // 假设已正确设置了 GPIO TIM 句柄 htim2 uint8_t led_state = 0; void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim){ if(htim->Instance == TIM2){ // 判断是否来自 TIM2 中断 if(led_state == 0){ HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_SET); // 打开LED led_state = 1; } else { HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_RESET); // 关闭LED led_state = 0; } } } int main(void){ /* MCU Initialization */ // 配置GPIO PA5作为输出端口 // 设置 TIM2 参数 TIM_HandleTypeDef timHandle; timHandle.Instance = TIM2; timHandle.Init.Prescaler = 8399; // 设定预分频值使得频率接近1KHz timHandle.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP; timHandle.Init.Period = 9999; // 计数至最大值约等于一秒 timHandle.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1; if(HAL_TIM_Base_Init(&timHandle) != HAL_OK){ Error_Handler(); } // 开启 IT 模式的定时器 HAL_TIM_Base_Start_IT(&timHandle); while(1); } ``` 上述例子展示了如何结合外部设备控制形成规律性的脉冲序列。 ---
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