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数据链路层简介_数据链路层的介绍-程序员宅基地

1.数据链路层的基本概念

数据链路层在物理层提供服务的基础上向网络层提供服务，其最基本的服务是将源自网络层来的数据可靠地传输到相邻节点的目标机网络层。其主要作用是加强物理层传输原始比特流的功能，将物理层提供的可能出错的物理连接改造成为逻辑上无差错的数据链路，使之对网络层表现为一条无差错的链路。

2.数据链路层使用的信道

点对点信道：这种信道使用一对一的点对点通信方式
广播信道：这种信道使用一对多的广播通信方式，因此过程比较复杂。广播信道上连接的主机很多，因此必须使用专用的共享信道协议来协调这些主机的数据发送。

3.数据链路层的链路状态

点对点链路：连接两个且只连接两个结点的链路。一端只有一个发送方，另一端有一个接收方。如一个PC连接一个服务器；两个地方的电话连接。
多点链路：同一链路上，连接多个结点。从主机到A，从A到B，从C到D，都是链路；从主机到D是电路（circuit）。
在这里插入图片描述

4.链路层协议提供的服务

链路层协议的功能是在一个路径（path）中，经过一个单一链路，进行结点到结点的网络层数据报的移动。

5.使用点对点信道的数据链路层

5.1数据链路和帧

链路（link）/物理链路：从一个结点到相邻结点的一段物理线路（有线或无线），而中间没有任何其他的交换特点。在进行数据通信时，两台计算机之间的通信路径往往要经过许多段这样的链路。

数据链路（data link）/逻辑链路：除了物理线路外，还必须有通信协议来控制这些数据的传输。若把实现这些协议的硬件和软件加到链路上，就构成了数据链路。

帧：数据链路层的协议数据单元，它包括三部分：帧头，数据部分，帧尾。其中，帧头和帧尾包含一些必要的控制信息，比如同步信息、地址信息、差错控制信息等；数据部分则包含网络层传下来的数据，比如IP数据包，等等。

通常在两个对等的数据链路层之间画出一个数字管道，而在这条数字管道上传输的数据单位是帧。
在这里插入图片描述
早期的数据通信协议曾叫做通信规程（procedure）。因此在数据链路层，规程和协议是同义语。

点对点信道的数据链路层在进行通信时的主要步骤如下：
在这里插入图片描述
1）结点A的数据链路层把网络层交下来的IP数据报添加首部和尾部封装成帧；
2）结点A把封装好的帧发送给结点B的数据链路层；
3）若结点B的数据链路层收到的帧无差错，则从收到的帧中提取出IP数据报交给上面的网络层；否则丢弃这个帧。
数据链路层不必考虑物理层如何实现比特传输的细节。我们甚至还可以更简单地设想好像是沿着两个数据链路层之间的水平方向把帧直接发送到对方，如上图（b）所示。

5.2三个基本问题

封装成帧（framing）：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。

首部和尾部的一个重要的作用就是帧定界，当数据是由可打印的ASCII码组成的文本文件时，帧定界可以使用特殊的帧定界符（首部（SOH），尾部（EOT）分别表示帧的开始和结束），当数据在传输中出现差错时，帧定界符的作用更加明显（只收到SOH没收到EOT则判断此数据是不完整的帧，丢弃；收到了SOH和EOT则判断此数据是一个完整的帧，收下）。
在这里插入图片描述
为了提高帧的传输速率应当使帧的数据部分长度尽可能地大于首部和尾部的长度，但是，每一种链路层协议都规定了所能传送的帧的数据部分长度上限——最大传输单元MTU。

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透明传输：当传送的帧是用文本文件组成的帧时，其数据部分显然不会出现像SOH或EOT这样的帧定界控制字符。可见不管从键盘上输入什么字符都可以放进这样的帧中传输过去，因此这样的传输就是透明传输。

但当数据部分是非ASCII码的文本文件时，如果数据中的某个字节的二进制码恰好和SOH或EOT控制字符一样，则数据链路层会错误地找到帧的边界，只把部分帧收下（误认为是完整的帧），剩余部分丢弃（这部分找不到帧定界控制字符SOH）。
在这里插入图片描述
以上的传输就不是透明传输,需要解决
解决办法:
１）发送端的数据链路层在数据中出现控制字符"SOH"或"EOT"的前面插入一个转义字符"ESC"（其十六进制编码是１B）。
２）字节填充（byte stuffing）或字符填充（character stuffing）——接收端的数据链路层在将数据送往网络层之前删除插入的转义字符。
在这里插入图片描述
3）如果转义字符也出现数据当中，那么应在转义字符前面插入一个转义字符。当接收端收到连续的两个转义字符时，就删除其中前面的一个。

差错检测：现实的通信链路都不会是理想的。这就是说，比特在传输过程中可能会产生差错：1可能会变成0，而0也可能变为1，这就叫做比特差错，它是传输差错中的一种。

在一段时间内，传输错误的比特占所传输比特总数的比率称为误码率BER（Bit Error Rate）。误码率与信噪比有很大的关系，如果设法提高信噪比，就可以使误码率减小。

在实际的通信链路中&#

本文链接：https://blog.csdn.net/zjdda/article/details/107084519

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