计算机网络原理（数据链路层）

数据链路层的功能

向该层用户提供透明的和可靠的数据传送基本服务。

数据链路层基本概念及基本问题

基本概念

数据链路层使用的信道主要类型：

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。广播信道上连接的主机很多，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。

链路、数据链路帧

链路

是一条点到点的物理线路段，中间没有任何其他的交换结点。
链路是通路的一个组成部分。

数据链路

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。
现最常用的方法是使用适配器(即网卡)来实现这些协议的硬件和软件。
一般的适配器都包括了数据链路层和物理层这两层的功能。

链路与数据链路的区别

作用领域不同
1、数据链路：数据链路主要作用于计算机、通信领域。
2、链路：链路主要作用于物理连接领域。
特点不同
1、数据链路：不是单纯地在两地间实现数据信息的传输，而是按照规定的交互工作方式在两个或两个以上的DTE间有效地交换信息。
2、链路：从一个结点到相邻结点，中间没有任何其他的交换结点。扩展资料数据链路包括传输的物理媒体、链路协议、有关设备以及有关计算机程序。但不包括提供数据的 功能设备（即数据源）和接收数据的功能设备。数据链路是根据不同的用途与特定的需求研制的，不同的数据链 路有其相应的标准与编号，例如，美军有link11、link16、link22 等多种数据链路。不同的数据链路，可用于作战飞机之 间及与地面、舰艇之间，卫星与地面、飞机、舰艇之间，地面与舰艇及舰艇与舰艇之间的数据通信。在未来的战场上，数据链路作为信息基础设施的重要组成部分，将广泛应用于航天器、飞机、舰船、地面武器等平台 及C（U3）I系统的数据通信网。

帧

数据链路层传送的是帧

三个基本问题

封装成帧

封装成帧就是在一段数据的前后分别添加首部和尾部，然后就构成了一个帧，确定帧的界限。
首部和尾部的一个重要作用就是进行帧定界。

透明传输

字节填充

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)。
字节填充或字符填充——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。
如果转义字符也出现数据当中，那么应在转义字符前插入一个转义字符。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。

数字填充

差错检测

传输过程中可能会产生比特差错：1 可能会变成 0 而 0 也可能变成 1
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
误码率与信噪比有很大的关系
为了保证数据传输的可靠性，在计算机网络传输数据时，必须采用各种差错检测措施

循环冗余检验 CRC

在数据链路层传送的帧中，广泛使用了循环冗余检验 CRC 的检错技术。
在发送端，先把数据划分为组。假定每组 k 个比特。
我们在 每组数据 的后面再添加供差错检测用的 n 位冗余码一起发送。
冗余码的计算
用二进制的模 2 运算进行 2n 乘 M 的运算，这相当于在 M 后面添加 n 个 0。
得到的 (k + n) 位的数除以事先选定好的长度为 (n + 1) 位的除数 P，得出商是 Q 而余数是 R，余数 R 比除数 P 少1 位，即 R 是 n 位。

两种情况下的数据链路层

使用点对点信道的数据链路层

使用广播信道的数据链路层

以太局域网（以太网）

扩展以太网

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