计算机通信之数据链路层

POOPE

数据链路层在不可靠的物理介质上提供可靠的传输，对应的连接设备：网桥、交换机。
职责：链路管理，封装成帧，流量控制，差错控制，透明传输，寻址。

数据链路层概述

数据链路层为网络层提供服务：
  无确认的无连接服务
  有确认的无连接服务
  有确认的面向连接服务

基本服务：
  将一个节点的网络层接收来的数据帧，无比特差错地传输到相邻节点的网络层。

信道类型

点对点信道：
这种信道使用一对一的点对点通信方式，在点对点的专线上通信，不会产生冲突。
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，会产生冲突，因此必须使用共享信道协议来协调这些主机的数据发送。

链路与数据链路

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。一条链路只是一条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。

现今最常用的方法是使用适配器（即网卡）来作为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。

数据链路层传输的是帧

封装成帧的目的：
能从物理层收到的比特流中识别各帧的开始和结束。

数据链路层就像一个数字管道，而在这条数字管道上传输的数据单位就是帧。

数据链路层帧格式

以太网MAC层的MAC帧格式
FCS：帧校验

从层次上看数据的流动

仅从数据链路层观察帧的流动

数据链路层解决的基本问题

封装成帧:
将网络层传下来的分组添加首部和尾部，用于标记帧的开始和结束。
透明传输:
帧中有首部和尾部，如果帧的数据部分含有和首部尾部相同的内容，那么帧的开始和结束位置就会被错误的判定。
需要在数据中出现首部尾部相同的内容前面插入转义字符。
如果需要传输的内容正好就是转义字符，那么就在转义字符前面再加个转义字符，在接收端进行处理之后可以还原出原始数据。
这个过程透明传输的内容是转义字符，用户察觉不到转义字符的存在。
差错控制：
使用了循环冗余检验（CRC）来检查比特差错。

透明传输