数据链路层主要知识点讲解
计算机网络谢希仁版数据链路层知识点总结
数据链路层知识点总结数据链路层使用的主要两种信道：点对点信道，广播信道，分别使用点对点协议ppp以及CSMA/CD协议一、使用点对点信道的数据链路层1、链路：结点到结点的物理线路，只是一段路径的组成部分（也称物理链路）数据链路：把实现控制数据传输的通信协议的硬件和软件都加到链路上构成的（也称逻辑链路）2、数据链路层协议的基本传输单元——帧3、数据链路层协议解决的三个基本问题：封装成帧，透明传输，差错控制4、封装成帧(framing)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，也叫帧定界。
5、透明传输分成文本文件和非文本文件（图像，程序等）文本文件不会出现帧定界控制字符，所以就是透明传输非文本文件要进行字节填充，具体：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)。
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。
6、差错检测：循环冗余检验 CRC，帧检验序列 FCSCRC 是一种常用的检错方法，而 FCS 是添加在数据后面的冗余码。
FCS 可以用 CRC 这种方法得出，但 CRC 并非用来获得 FCS 的唯一方法。
冗余码位数及除数都是事先选定好的7、可靠传输包括：无比特差错（CRC）和无传输差错（帧编号，确认和重传机制）要做到“可靠传输”（即发送什么就收到什么）就必须再加上确认和重传机制。
二、PPP协议1、应用：用户使用拨号电话线接入因特网时，一般都是使用 PPP 协议。
2、三个组成部分：一个将 IP 数据报封装到串行链路的方法。
链路控制协议 LCP (Link Control Protocol)。
网络控制协议 NCP (Network Control Protocol)。
计算机网络（数据链路层思维导图、习题）
计算机⽹络（数据链路层思维导图、习题）思维导图：3-01 数据链路(即逻辑链路)与链路(即物理链路)有何区别? “电路接通了”与”数据链路接通了”的区别何在?答：链路是从⼀个结点到相邻结点的⼀段物理通路，中间没有任何其他的交换结点。
数据链路：在物理链路上添加了控制协议，对数据的传输进⾏控制，把视线协议的硬件和软件添加到物理链路上就形成了数据链路。
3-02 数据链路层中的链路控制包括哪些功能?试讨论数据链路层做成可靠的链路层有哪些优点和缺点.答：封装成帧：添加帧定界符，接收端可以知道接受的帧是否完整。
流量控制：接收⽅在缓冲区快满的时候通知发送⽅让他降低发送速度，避免缓冲区溢出发⽣丢包现象。
差错检验：帧检验序列FCS。
将数据和控制信息区分开透明传输：⽆论什么样的⽐特组合都能够按照原样没有查错地通过数据链路层。
链路层的优点和缺点取决于所应⽤的环境：对于⼲扰严重的信道，可靠的链路层可以将重传范围约束在局部链路，防⽌全⽹络的传输效率受损；对于优质信道，采⽤可靠的链路层会增⼤资源开销，影响传输效率。
3-03 ⽹络适配器的作⽤是什么?⽹络适配器⼯作在哪⼀层?答：（1）进⾏串⾏到并⾏的转换（2）对数据进⾏缓存（3）对计算机的操作系统安装设备驱动程序⽹络适配器（⽹卡）⼯作在数据链路层和物理层，在数据链路层负责CSMA/CD协议，在物理层负责将数据转化成0101数字信号。
3-04 数据链路层的三个基本问题(帧定界、透明传输和差错检测)为什么都必须加以解决？答：（1）帧定界：分组交换的必然要求（2）透明传输：避免消息符号与帧定界符号相混淆（3）差错检测：差错的⽆效数据帧浪费后续路由上的传输和处理资源3-05 如果在数据链路层不进⾏帧定界，会发⽣什么问题？答：（1）⽆法区分分组与分组（2）⽆法确定分组的控制域和数据域（3）⽆法将差错更正的范围限定在确切的局部3-06 PPP协议的主要特点是什么？为什么PPP不使⽤帧的编号？PPP适⽤于什么情况？为什么PPP协议不能使数据链路层实现可靠传输？答：特点：（1）简单，提供不可靠的数据报服务，⽆纠错，不需要流量控制,不使⽤序号和确认机制。
数据链路层知识点总结
数据链路层知识点总结
嘿，朋友们！今天咱们要来聊聊超重要的数据链路层知识点啦！你知道吗，数据链路层就像是信息高速公路上的“交通指挥员”！比如说，你在网上看视频，这数据就像一辆辆车，数据链路层就是指挥它们有序行驶的交警。
它的主要功能之一就是成帧啦！这就好比把一个个信息打包成整齐的包裹，然后准确无误地送到目的地。
就像快递员给你的包裹打包一样，整整齐齐，明明白白！
差错控制也是很关键的哦！想象一下，如果信息在路上跑着跑着出错了，那不就乱套啦！所以数据链路层会认真检查，确保一切准确无误，就像是一个严格的质检员。
有一次我和朋友传文件，结果出错了，还好有它帮忙纠正，不然可就麻烦大啦！
还有流量控制呢！这不就像控制水流一样嘛，不能一下子涌出来太多，会撑爆的呀！要合理地安排数据的传输速度，不然网络就拥堵啦！比如说打游戏的时候，要是流量控制不好，那画面不得卡成幻灯片呀！“哎呀，怎么这么卡呀！”这得多烦人呀！
另外，介质访问控制也是很重要的一块哦！就好像大家在一个房间里说话，得有个规则，谁先发言，不能乱哄哄的。
网络也是这样呀，不同的设备要有序地使用网络资源。
我之前就遇到过网络很卡，后来发现是因为好多设备同时在抢资源呢！
数据链路层真的是超级重要呀！它让我们的网络世界能够顺畅运行，就像一个默默付出的幕后英雄！没有它，我们的网络生活可就要乱套啦！所以，一定要好好了解它呀，朋友们！。
链路层基本原理
链路层基本原理链路层是计算机网络中的一层，位于物理层和网络层之间，主要负责将网络层传递下来的数据包封装成帧，并进行错误检测和纠正。
它是实现数据链路的一种手段，通过物理介质将网络中的多个节点连接起来，实现数据的可靠传输。
链路层的主要功能包括地址解析、帧封装与解封装、流量控制、差错控制、链接管理和介质访问控制。
其中，地址解析是链路层的重要功能之一，它通过MAC地址将数据包从源地址传输到目的地址。
帧封装与解封装是链路层将数据包封装成帧，并在接收端将帧解封装还原成数据包的过程。
流量控制是为了防止发送端发送过快而导致接收端无法处理的问题，它通过滑动窗口等机制来实现。
差错控制则是通过校验和、重传等方式来保证数据的完整性和正确性。
链接管理负责建立连接、维护连接和释放连接，确保数据的可靠传输。
介质访问控制则是协调多个节点对物理介质的访问，防止冲突和碰撞。
为了实现链路层的功能，通常使用了各种协议和技术。
其中，最常见的链路层协议是以太网协议，它是一种广泛应用于局域网的协议。
以太网协议使用MAC地址进行节点之间的寻址，通过CSMA/CD的方式进行介质访问控制。
此外，还有无线局域网中的Wi-Fi协议、蓝牙协议等。
链路层在数据传输过程中还会面临一些挑战和问题。
一个常见的问题是冲突和碰撞，当多个节点同时访问物理介质时，可能会发生冲突，导致数据传输失败。
为了解决这个问题，通常使用CSMA/CD或者CSMA/CA等机制来协调节点的访问。
另一个问题是数据的可靠传输，链路层需要通过差错控制和重传机制来保证数据的完整性和正确性。
此外，链路层还需要解决带宽的分配和流量控制等问题，以提高网络的性能和效率。
总结起来，链路层是计算机网络中非常重要的一层，它负责将网络层传递下来的数据包封装成帧，并进行错误检测和纠正。
它通过物理介质将多个节点连接起来，实现数据的可靠传输。
链路层的基本原理包括地址解析、帧封装与解封装、流量控制、差错控制、链接管理和介质访问控制。
数据链路层传输数据的基本单位
数据链路层传输数据的基本单位数据链路层是OSI模型中的第二层，主要负责将网络层提供的数据包转换为物理层可以传输的比特流，并且在传输过程中进行差错检测和纠正。
在数据链路层中，传输数据的基本单位是帧（Frame），本文将详细介绍帧的组成和传输过程。
一、帧的组成帧由三个部分组成：首部（Header）、数据（Data）和尾部（Trailer）。
其中，首部和尾部也称为帧头（Frame Header）和帧尾（Frame Trailer），它们是固定长度的字段，用于标识帧的起始和结束位置。
数据则是可变长度的字段，用于携带网络层提供的数据包。
1. 帧头帧头包含了以下信息：(1) 前导码（Preamble）：用于同步发送方和接收方时钟信号。
它由一组连续且相同的比特构成，通常为10101010。
(2) 目标地址（Destination Address）：指示接收方MAC地址。
(3) 源地址（Source Address）：指示发送方MAC地址。
(4) 类型/长度字段（Type/Length Field）：用于指示数据字段中携带的协议类型或数据长度。
如果该字段值小于等于1500，则表示携带的是长度信息；如果该字段值大于1500，则表示携带的是协议类型信息。
2. 数据数据字段是可变长度的，用于携带网络层提供的数据包。
它的长度取决于网络层提供的数据包长度。
3. 帧尾帧尾包含了以下信息：(1) 帧校验序列（Frame Check Sequence，FCS）：用于检测帧在传输过程中是否发生差错。
它通常是一个32位的循环冗余校验（CRC）码。
(2) 帧结束标志（Frame End Delimiter）：用于标识帧的结束位置。
它由一组连续且相同的比特构成，通常为10101011。
二、帧的传输过程帧在物理层以比特流的形式进行传输。
发送方将帧转换为比特流后，通过物理介质发送到接收方。
接收方接收到比特流后，将其转换为原始帧，并进行差错检测和纠正。
简述数据链路层功能
简述数据链路层功能
数据链路层是OSI参考模型中的第二层，在计算机网络中起着重要的作用。
数据链路层的主要功能包括以下几点：
1. 封装数据帧：数据链路层将从上层传来的数据添加首部和尾部，封装成数据帧。
数据帧包括了目的地址、源地址、控制信息、数据等内容，用于在物理层进行传输。
2. 控制帧同步：数据链路层通过控制帧同步，保证了数据帧的正确传输。
控制帧同步包括了帧起始符、帧结束符、帧同步字段等内容。
3. 差错控制和流量控制：数据链路层通过差错控制和流量控制，保证了数据的正确性和可靠性。
差错控制包括了纠错和检错，可以检测和纠正因信道干扰等原因所引起的误码。
流量控制则是通过发送和接收端的协调，保证了数据的平稳传输。
4. 寻址和访问控制：数据链路层通过MAC地址实现了寻址和访问控制。
MAC地址是唯一标识网络设备的硬件地址，通过MAC地址可以确定数据帧的接收方和发送方。
总的来说，数据链路层是实现网络中数据传输的基础，通过封装数据帧、控制帧同步、差错控制、流量控制、寻址和访问控制等功能，保证了数据在物理层的正确传输。
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计算机网络 《第4章 数据链路层》 讲解
校验码 编码器
发送装置
接收装置
校验码 译码器
信宿
传
输
存储器
信
道
反馈信号 控制器
反馈信号 控制器
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《计算机网络》第4章 数据链路层
反馈重发机制的分类
• 停止等待方式
发送端
1
2
2
3
ACK
NAK
ACK
接收端
1
2
2
3
16
《计算机网络》第4章 数据链路层
连续工作方式 • 拉回方式
• 选择重发方式
重传 发送端 0 1 2 3 4 5 2 3 4 5 6
4.2 数据链路层的基本概念
4.2.1 物理线路与数据链路 • 线路 — 链路 • 物理线路 — 数据链路
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《计算机网络》第4章 数据链路层
4.2.2 数据链路控制
• 链路管理 • 帧同步 • 流量控制 • 差错控制 • 帧的透明传输 • 寻址
数据链路层协议 — 为实现数据链路控制功能而 制定的规程或协议。
数据传输，而不需要得到对方复合站的许可。
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《计算机网络》第4章 数据链路层
数据链路的平衡配置方式
31
《计算机网络》第4章 数据链路层
4.4.3 HDLC的帧结构
标志字段F 地址字段A 控制字段C
(8位)
(8/16位) (8/16位)
信息字段I (长度可变)
帧校验字段FCS 标志字段F
(16/32位)
常用的检错码 • 奇偶校验码
垂直奇（偶）校验 水平奇（偶）校验水平 垂直奇（偶）校验（方阵码）
• 循环冗余编码CRC 目前应用最广的检错码编码方法之一
简述数据链路层功能
简述数据链路层功能
数据链路层是OSI模型中的第二层，主要负责点对点之间的数据传输和数据的错误控制。
其主要功能包括以下几点：
1. 帧封装和解封：将上层传输的数据添加头部和尾部，形成数据帧，便于在物理层进行传输。
在接收端，将数据帧解析还原为原始数据。
2. 数据的分段和重组：将较大的数据分成小的数据块进行传输，接收端再将小数据块重新组装成原始数据。
3. 数据的流量控制：控制发送端发送数据的速度，以保证接收端能够及时处理数据，避免数据丢失或重复。
4. 数据的错误检测和纠错：通过添加冗余信息（如校验位）来检测数据是否出现了错误，在发现错误时进行纠正或重传。
5. 数据的访问控制：控制多个设备同时访问同一物理媒介时的冲突和协调，避免数据的丢失和重复。
6. 透明传输：在数据传输过程中，不改变原始数据的内容和格式，确保数据的透明传输。
数据链路层的主要作用是将物理层提供的不可靠传输变成可靠
传输，并为网络层提供数据传输的服务。
在实际应用中，常见的数据链路层协议包括以太网、PPP等。
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数据链路层PPT课件
3.2 点对点协议 PPP—4帧格式
先发送
首部
FAC 7E FF 03
字节 1 1 1
协议 2
IP 数据报
信息部分 不超过 1500 字节 PPP 帧
尾部
FCS
F 7E
2
1
3.2 点对点协议 PPP—4帧格式
当 PPP 用在同步传输链路时 ，采用比特填充。
在发送端，只要发现有 5 个 连续 1，则立即填入一个 0 。接收端对帧中的比特流进 行扫描。每当发现 5 个连续 1时，就把这 5 个连续 1 后 的一个 0 删除，
1. 进行串行/并行转换 2. 对数据进行缓存 3. 在计算机的操作系统安装设备驱动程序 4. 实现以太网协议
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3.3 使用广播信道的数据链路层—概述
IP 地址
计算机
硬件地址
CPU 和 存储器
并行 通信
适配器 （网卡）
至局域网 串行通信
生成发送的数据 把帧发送到局域网 处理收到的数据 从局域网接收帧
(1) 封装成帧 (2) 透明传输 (3) 差错控制 (4)最大传送单元 (5)网络层地址协商
1. PPP 协议不需满足的需求 (1) 纠错
(2) 流量控制
3.2 点对点协议 PPP—3组成部分
PPP 协议有三个组成部分 1. 一个将 IP 数据报封装到串行链路的方法 2. 链路控制协议 LCP (Link Control Protocol) 3. 网络控制协议 NCP (Network Control Protocol)
3.2 点对点协议 PPP—1应用范围
现在全世界使用得最多的数据链路层协议是点对 点协议 PPP (Point-to-Point Protocol)。
数据链路层的主要功能及常见的数据链路层设备
数据链路层的主要功能及常见的数据链路层设备数据链路层是OSI模型中的第二层，它主要负责将网络层传输过来的数据分成帧并进行传输，同时还负责数据的错误检测和纠正。
在计算机网络中，数据链路层是非常重要的一层，因为它直接影响着数据的传输质量和速度。
下面我们将从功能和设备两个方面来介绍数据链路层。
一、数据链路层的主要功能1. 将网络层传输过来的数据分成帧数据链路层的主要功能之一就是将网络层传输过来的数据分成帧。
这是因为在网络层中，数据是以数据包的形式进行传输的，而在数据链路层中，数据则是以帧的形式进行传输的。
帧是数据链路层中的基本单位，它包含了数据和控制信息。
2. 进行数据的错误检测和纠正数据链路层还负责进行数据的错误检测和纠正。
在数据传输过程中，由于各种原因，数据可能会出现错误，例如数据位被破坏、数据包丢失等。
数据链路层通过添加冗余信息来检测和纠正这些错误，以保证数据的传输质量。
3. 控制数据的流量数据链路层还负责控制数据的流量。
在数据传输过程中，如果发送方发送的数据过多，接收方可能会无法及时处理，从而导致数据的丢失。
数据链路层通过控制数据的发送速率来避免这种情况的发生。
二、常见的数据链路层设备1. 网卡网卡是数据链路层中最常见的设备之一。
它是计算机与网络之间的接口，负责将计算机中的数据转换成网络中的数据，并将网络中的数据转换成计算机中的数据。
网卡通常是插在计算机主板上的，它可以通过网线与网络连接。
2. 交换机交换机是数据链路层中的另一个重要设备。
它是用来连接多台计算机的设备，可以实现计算机之间的数据传输。
交换机可以根据MAC地址来识别不同的计算机，并将数据转发到相应的计算机上。
交换机通常被用于局域网中。
3. 路由器路由器是数据链路层和网络层之间的设备。
它可以将数据从一个网络传输到另一个网络，并且可以根据IP地址来识别不同的网络。
路由器通常被用于连接不同的局域网或广域网。
总之，数据链路层是计算机网络中非常重要的一层，它负责将网络层传输过来的数据分成帧并进行传输，同时还负责数据的错误检测和纠正。
计算机网络之数据链路层概述和三个重要相关问题
计算机⽹络之数据链路层概述和三个重要相关问题数据链路层概述⼀.定义1：链路是指从⼀个节点到另⼀个节点的纯物理线路，⽽中间没有其他任何节点。
2：数据链路：在链路的基础上添加了实现通信协议的硬件和软件就是数据链路。
3.数据链路层以帧为单位处理和传输数据。
⼆.数据链路层的三个重要问题：1.封装成帧： 数据链路层给从⽹络层下来的⽹络层协议数据单元添加⼀个帧头，添加⼀个帧尾，这个操作就叫做封装成帧。
添加帧头帧尾的⽬的是为了在链路上以帧为单元传送数据。
2.差错检测： 数据链路层通过物理层把封装好的帧发送给传输媒体，但是在传输媒体中可能出现误码，也就是0变1，1变0，所以为了让接收⽅知道是否误码，需要在数据帧的尾部添加⼀个检错码，这个检错码是发送⽅根据差错检测算法和待发送数据算出来的。
接受⽅通过检错码和相应算法得知是否出现误码的过程就叫做差错检测。
3.可靠传输： 如果接收⽅发现数据出现误码，就会将数据帧丢弃。
因为是可靠传输，所以需要其他措施来确保接收⽅会重新收到被丢弃的这个帧的正确副本。
换句话说，因为误码是不能完全避免的，所以如果实现了发送⽅发送什么，接收⽅就收到什么，那么我们就称之为可靠传输！三.数据链路层的互连设备1.⽹桥和交换机的⼯作原理2.集线器（物理层设备）和交换机的区别上⾯因为是概述，所以写的⽐较简略，下⾯我们开始逐⼀深⼊总结。
⼀.封装成帧1.帧的定界符数据链路层通过物理层将构成帧的各⽐特转化成电信号，然后再发送到传输媒体，但是接收⽅的数据链路层如何从⼀串⽐特流中提取出⼀个⼀个帧呢？它是怎么清楚⼀个帧的开头和结尾的呢？其实帧头帧尾的作⽤之⼀就是帧定界，在帧头帧尾中各含⼀字节的标志字段。
值得说明的是，并不是所有的数据链路层协议都有帧定界标志，例如在以太⽹v2的mac帧中就没有帧定界标志。
物理层在这种帧前⾯添加上前导码，通过前导码来实现帧开始定界符的作⽤，⽽且规定了帧间间隔时间为96⽐特时间，所以帧结束定界符的作⽤也能实现了。
三、数据链路层
三、数据链路层内容摘要：数据链路层协议有很多，但有三个基本问题是共同的：封装成帧、透明传输、差错检测数据链路层主要分两种：点对点信道：使⽤PPP协议⼴播信道：使⽤CSMA/CD协议使⽤⼴播信道的数据链路层——局域⽹使⽤⼴播信道的以太⽹——以太⽹在局域⽹⾥占有绝对优势，⼏乎成了局域⽹的同义词适配器、转发器、集线器、⽹桥、以太⽹交换机点对点和⼴播信道的结合——使⽤以太⽹进⾏宽带接⼊需要先知道的⼀些名词和概念：链路：两点之间的物理线路（可以是有线也可以是⽆线）数据链路：链路+协议⽹络适配器：通过其中的软件和硬件来实现数据链路上的协议。
⼀般的适配器都包括了物理层和数据链路层的功能路由器在转发分组时使⽤的协议栈只有下⾯三层。
（不⼀定，当路由器之间交换路由信息时，根据所使⽤的路由协议的不同，也可能需要使⽤运输层协议，见4.5节）数据链路层的三个基本问题封装成帧发送端对IP数据报添加⾸部和尾部，封装成帧⾸部+尾部的作⽤就是帧定界，指明从哪到哪是⼀个完整的帧。
接收端根据帧定界符丢弃不完整帧帧的构成：⾸部+尾部+IP数据报（帧的数据部分）各种数据链路层协议都对帧的⾸部和帧的尾部格式有明确的规定，还都规定了各⾃的最⼤传送单元 MTU（帧数据部分的最⼤长度）透明传输透明表⽰⼀个实际存在的事物看起来却好像不存在⼀样（例如玻璃）ASCLL码7位编码，⼀共128个不同的编码，可打印的95个，不可打印的33个SOH(00000001)和EOT(00000100)是帧的⾸尾定界符，都占有8bit，⽽ASCLL码7bit。
当帧是⽤⽂本⽂件（ASCLL码）组成的时候，不管从键盘上输⼊什么字符，都会通过这个数据链路层，仿佛是透明的⼀样。
但是图像⽂件等不保证不会出现SOH和EOT所以可能会出现阻碍（数据传输错误），解决办法是加转义字符ESC（00011011），这种⽅法称为“字节填充”或“字符填充”差错检测传输差错：①帧丢失②帧重复③帧失序⽐特差错：现实通信链路中，⽐特在传输时会出现，0变1，1变0。
数据链路层知识点概况
数据链路层知识点概况嘿，朋友们！今天咱来聊聊数据链路层呀！这数据链路层就好比是交通系统中的一段路，它负责把数据从一个地方安全可靠地送到另一个地方呢。
你想想看，数据就像一辆辆小汽车，在网络这个大“公路”上跑。
数据链路层呢，就是给这些小汽车规划好路线，确保它们能顺利到达目的地，而且还不能出事故。
要是没有它，那这些数据小汽车不就乱套啦，到处乱跑，那可不行呀！它有好多重要的任务呢！比如说，它要给数据加上一些“标签”，就像给小汽车贴上牌照一样，这样才能知道这些数据是从哪里来，要到哪里去。
它还要检查数据有没有出错，就像交警检查小汽车有没有故障一样。
如果有错误，它就得想办法修正，不然接收方收到错误的数据，那不就糟糕啦！而且哦，数据链路层还有个很厉害的本事，就是能把大数据分成小块，就像把一个大包裹拆分成小包裹一样。
这样一来，传输起来就更方便、更高效啦。
等数据到了目的地，它再把这些小包裹重新组合起来，变回原来的大数据。
这多神奇呀！就像我们平时寄快递，数据链路层就是负责把我们要寄的东西包装好，贴上地址标签，然后通过各种渠道送到对方手里。
如果中间出了问题，它还得负责解决呢。
你说要是没有数据链路层，这网络世界得乱成啥样呀？那肯定到处都是数据混乱、出错，就像马路上没有交通规则一样，那可太可怕啦！所以呀，数据链路层可真是太重要啦！它就像一个默默工作的小卫士，守护着网络世界的秩序和稳定。
我们平时上网、聊天、看视频，可都离不开它的功劳呢！我们得好好感谢它呀！大家可别小看了这数据链路层哦，它虽然不起眼，但作用可大着呢！它让我们的网络生活变得更加顺畅、更加可靠。
就像我们生活中的那些平凡而伟大的人一样，虽然不引人注目，但却默默地为我们付出。
现在想想，我们每天都在享受着数据链路层带来的便利，却很少有人知道它的存在。
这是不是有点像我们身边那些默默付出的人呢？我们是不是应该多关注一下这些“幕后英雄”呀？总之呢，数据链路层就是网络世界中非常重要的一部分，没有它可不行呀！大家以后再上网的时候，可别忘了它哦！。
数据链路层技术中的数据帧结构解析
在计算机网络中，数据链路层是实现可靠数据传输的关键层级之一。
数据链路层技术是确保数据在物理链路上正确传输的重要手段。
而数据帧作为数据链路层的基本传输单位，其结构的解析对于理解数据链路层技术至关重要。
数据帧是在数据链路层进行数据传输时的封装单位。
它是由首部（Header）、数据（Data）和尾部（Trailer）组成的。
首部包含了控制信息，用于识别帧的起始和结束，以及用于进行差错检测和纠正的冗余校验码等。
数据部分则是实际要传输的信息。
尾部通常包含差错检测的校验和。
在数据帧结构中，首部起着关键的作用。
首部中的控制信息包括目的地址、源地址、帧类型等，用于确保数据被正确地发送和接收。
目的地址指示接收方的身份，源地址指示发送方的身份。
帧类型则指示数据链路层中的协议类型，例如以太网、令牌环等。
另一个重要的内容是差错检测和纠正机制。
差错检测是为了保证数据传输的可靠性，而差错纠正则是在检测到错误时进行纠正，以确保传输的完整性。
差错检测常用的方法有循环冗余校验（CRC），而差错纠正则是利用校验位进行纠正。
这些机制的引入使得数据链路层的传输更加可靠。
数据帧中的尾部通常包含了校验和，用于差错检测。
校验和是通过对数据帧中的每个位进行求和得到的。
发送方在发送数据帧时，会将校验和附加在尾部。
接收方在接收到数据帧后，会再次计算校验和，与接收到的校验和进行比较。
如果两者相等，则说明数据帧的传输没有发生错误。
如果不相等，则说明数据帧中存在错误，需要进行差错纠正。
此外，数据帧结构的解析还涉及到帧的起始和结束标记。
在以太网中，数据帧的起始标记是帧前导码，由连续的10个0构成。
结束标记是帧尾定界符，由连续的11个1构成。
起始和结束标记的引入是为了帧同步，保证接收方能够准确地识别帧的开始和结束位置。
总结起来，数据链路层技术中的数据帧结构是确保数据可靠传输的重要手段。
数据帧由首部、数据和尾部组成，首部包含了控制信息，用于识别帧的起始和结束，以及进行差错检测和纠正。
OSI七层模型基础知识及各层常见应用要点
OSI七层模型基础知识及各层常见应用要点OSI七层模型（Open System Interconnection Model）是计算机网络领域常用的一种标准框架，用于描述计算机网络中不同层次之间的通信过程。
该模型把网络通信划分为七个层次，每个层次负责一种特定的功能，通过明确的接口和协议与相邻层次进行通信。
下面将介绍每个层次的基础知识及常见应用要点。
1. 物理层（Physical Layer）物理层是网络的最底层，负责传输数据的物理媒介，如电缆、光纤、无线电波等。
其主要功能是将比特流转化为物理信号，并在物理链路上传输。
常见应用要点包括：传输速率、传输介质、信号编码和调制等。
2. 数据链路层（Data Link Layer）数据链路层负责在物理链路上可靠地传递数据帧。
其中包括了分帧、物理寻址、差错检测等功能。
它还负责解决在直接相连的设备之间传输数据时所遇到的问题。
常见应用要点包括：以太网和无线局域网（WLAN）。
3. 网络层（Network Layer）网络层负责将数据传输到目标地址的网络。
其主要功能是为数据报文选取合适的路由和转发，实现跨网络的递送。
常见应用要点包括：IP协议、路由选择和网络地址转换等。
4. 传输层（Transport Layer）传输层负责提供端到端的可靠传输服务。
其主要功能是通过分组发送和接收数据，确保数据能够完整无误地到达目标。
常见应用要点包括：TCP协议和UDP协议。
5. 会话层（Session Layer）会话层负责管理和维护两个通信节点之间的会话连接。
其主要功能是建立、维护和终止会话连接，以及管理会话中的同步和流量控制。
常见应用要点包括：会话管理和会话同步等。
6. 表示层（Presentation Layer）表示层负责处理数据的格式和编码问题，以确保通信双方能够正确解释和解码数据。
其主要功能包括数据格式转换、数据加密和数据压缩等。
常见应用要点包括：数据压缩和数据加密。
7. 应用层（Application Layer）应用层是最高层，负责为用户提供各种网络应用服务。
一、简述数据链路层的主要设备及工作原理
数据链路层是OSI模型中的第二层，主要负责数据在物理介质上的传输和管理，其设备主要包括网卡、交换机和网桥等。
数据链路层的工作原理是通过建立逻辑连接、网络帧的封装和解封装、流量控制、错误检测和纠正等方式来保证数据的可靠传输。
1. 网卡网卡是计算机与局域网或广域网相连的接口设备，负责将计算机内部的数据转换成适合在网络上传输的格式，并将其发送到网络上。
网卡在数据链路层中起到了物理层与数据链路层之间的桥梁作用，能够收发数据帧，并且能够根据数据链路层的要求进行数据封装和解封装。
2. 交换机交换机是用于在局域网中传输数据的设备，能够根据MAC位置区域进行数据包的转发，将数据包从一个端口转发到另一个端口。
交换机在数据链路层中实现了逻辑连接的建立和维护，可以根据MAC位置区域来确定数据包的转发路径，同时还能够实现数据包的流量控制和错误检测。
3. 网桥网桥是用于连接两个局域网的设备，用于将两个相连的网络进行逻辑上的“桥接”，使之成为一个逻辑上的网络。
网桥在数据链路层中起到了网桥的作用，能够实现两个局域网之间的数据帧的透明转发，同时还能够进行流量控制和错误检测。
数据链路层设备的工作原理主要包括：1. 建立逻辑连接数据链路层设备通过建立逻辑连接来确保数据的可靠传输。
例如交换机会根据MAC位置区域建立转发表，以便确定数据包的转发路径。
网桥则会根据MAC位置区域进行数据包的转发。
2. 数据帧的封装和解封装数据链路层设备会将网络层的IP数据报封装成数据帧，添加MAC位置区域等信息，以便在物理介质上的传输。
接收端的数据链路层设备会将接收到的数据帧进行解封装，将数据传递给网络层。
3. 流量控制数据链路层设备能够实现数据的流量控制，以防止数据的丢失和阻塞。
例如交换机通过缓存和转发的方式来控制数据包的流量，以保证网络的正常运行。
4. 错误检测和纠正数据链路层设备会通过校验和、CRC校验等方式来检测数据传输过程中的错误，并在出现错误时进行相应的纠正或重传。
数据链路层笔记
数据链路层笔记
知识点框架：
- 数据链路层的基本概念和功能
- 数据链路层的协议
- 差错控制
- 流量控制
思维：
- 理解数据链路层如何在物理层之上提供可靠的数据传输，以及其工作原理和机制。
- 关注老师对于协议分析和推理的过程。
重难点：
- 差错控制方法的理解与应用（重点，用红笔标注）
- 流量控制的算法和实现（难点，用蓝笔标注）
易错点：
- 不同协议的细节和容易混淆的地方（易错点，用黄笔标注）
补充点：
- 实际应用中数据链路层的案例和问题
- 相关技术的最新发展和趋势
自己的总结和思考：
- 对数据链路层在网络体系结构中的作用有更清晰的认识。
- 思考如何将所学知识与其他层更好地结合和理解。
第4章---数据链路层ppt课件(全)
例如：110110的码多项式
循环码的定义：如果分组码中各码字中的码元 循环左移位（或右移位）所形成的码字仍然是 码组中的一个码字（除全零码外），则这种码 称为循环码。例如n长循环码中的一个码为 [C]=Cn-1Cn-2……C1C0 ，
（3）在串行通信中通常使用的三种生成多项式G （X）来产生校验码。
（4）编码特点
由于码的循环性，它的编解码的设备比 较简单。
纠错能力强，特别适合检测突发性的错 误，除了正好数据块的比特值是按除数 变化外，循环冗余校验（CRC）将检测出 所有的错误。
所以在计算机通信中得到广泛的应用。
差错控制方式
新加入的码元愈多，冗余度愈大，纠错能力欲 强，但效率越低。
分组码：将信息码分组，并为每个组附加若干 监督的编码，称为“分组码”。在分组码中， 监督码元仅监督本码组中的信息码元。
分组码一般可用符号（n,k）表示，n是码组中 的总位数，k是每组码二进制信息码元的数目。
n-k = r是监督码元的数目。
(3) 流量控制 发方发送数据的速率必须使得收方来得 及接收。当收方来不及接收时，就必须及时控制发方 发送数据的速率。这种功能称为流量控制（flow conctrol）。采用接收方的接收能力来控制发送方的发 送能力这是计算机网络流量控制中采用的一般方法。
(4) 差错控制 在计算机通信中，一般都要求有极低的 比特差错率。为此，广泛采用了编码技术，编码技术 有两大类。一类是前向纠错，也就是收方收到有差错 的数据帧时，能够自动将差错改正过来。这种方法的 开销较大，不大适合于计算机通信。另一类是差错检 测，也就是收方可以检测出收到的数据帧有差错（但 并不知道出错的确切位置）。当检测出有差错的数据 帧就立即将它丢弃，但接下去有两种选择：一种方法 是不进行任何处理（要处理也是有高层进行），另一 种方法则是由数据链路层负责重传丢弃的帧。
数据链路层的数据传输单元
数据链路层的数据传输单元数据链路层是计算机网络中的一层，负责将网络层传输的数据分割成适合物理传输的数据帧，并通过物理介质进行传输。
数据链路层的数据传输单元是数据帧，本文将详细介绍数据链路层的数据传输单元。
数据链路层的数据传输单元是数据帧，它是数据链路层中最小的传输单位。
数据帧由首部、数据和尾部组成。
首部包含了控制信息，如源地址、目的地址、帧类型等。
数据部分是网络层传输的数据，可以是IP数据报或其他协议的数据。
尾部是一些校验信息，用于检测数据传输过程中是否出现错误。
数据帧的长度是固定的，通常为几十到几百字节。
在传输过程中，数据链路层将数据分割成适合物理传输的数据帧，并在每个数据帧中添加首部和尾部。
这样做的好处是可以提高数据传输的可靠性和效率。
如果数据链路层的数据传输单元过大，会增加传输的延迟和出错的概率；如果过小，会增加传输的开销。
数据链路层的数据传输单元在传输过程中需要进行差错检测和纠错。
差错检测是通过校验和或循环冗余检测（CRC）等方法来检测数据传输过程中是否出现错误。
如果检测到错误，数据链路层会丢弃该数据帧，并请求重新传输。
纠错是通过前向纠错码（FEC）等方法来纠正数据传输过程中的错误。
如果数据链路层无法纠正错误，会将错误的数据帧丢弃，并请求重新传输。
数据链路层的数据传输单元还需要进行流量控制和可靠传输。
流量控制是通过滑动窗口等方法来控制发送方和接收方之间的数据传输速率，以避免发送方发送过多的数据导致接收方无法处理。
可靠传输是通过确认和重传等方法来保证数据的可靠传输。
发送方在发送数据帧后，会等待接收方发送确认帧，如果一定时间内没有收到确认帧，发送方会重新发送数据帧。
数据链路层的数据传输单元在计算机网络中起着至关重要的作用。
它将网络层传输的数据分割成适合物理传输的数据帧，并通过物理介质进行传输。
数据帧的长度固定，可以提高数据传输的可靠性和效率。
数据链路层还进行差错检测和纠错，以及流量控制和可靠传输，保证数据的正确传输。
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A 检测到发生碰撞 B 检测到发生碰撞 A A A A STOP STOP B B B B B
单程端到端 传播时延记为
t= B 检测到信道空闲 发送数据 t=/2 发生碰撞 t= B 检测到发生碰撞 停止发送
t = 2 A 检测到 发生碰撞
A
使用 CSMA/CD 协议的以太网不能进行全双工通信 而只能进行双向交替通信（半双工通信）。 每个站在发送数据之后的一小段时间内，存在着遭 遇碰撞的可能性。 以太网的端到端往返时延 2 称为争用期，或碰撞 窗口。 经过争用期这段时间还没有检测到碰撞，才能肯定 这次发送不会发生碰撞。
用二进制进行模2运算， 如果除数P是m位，就在数据的后面 添加 m-1 个0，然后用添加之后的被除数除以收发双方事先商 定的长度为m位的P，得出的是商而余数记为R，这个余数R ， 就作为冗余码拼接在数据的后面发送出去。
在差错检测中一种较为方便的方法是使用多项式来表示循环冗 余检验过程 多项式P（X）称为生成多项式，广泛使用的生成多项式 P（X）有：
“碰撞检测”就是计算机边发送数据边检测信道上的信号电压大小。 当一个站检测到的信号电压摆动值超过一定的门限值时，就认为总线 上至少有两个站同时在发送数据，表明产生了碰撞（即发生了冲突）。
t=0
A
1 km 碰撞
B
B 发送数据
t= t=
t
t = 2 t=0 A 检测到 信道空闲 发送数据
分析：
110101 ←Q 商 101001000 ← 2nM 被除数 1101 1110 1101 1110 1101 1100 1101 001 ← R 余数，作为FCS
除数 P →时，它把转义字符定义为0x7D，并使用字节 填充，RFC 1662 规定的填充方法： (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)出现的0x7D字节转变成为2字节序列(0x7D, 0x5D) (3)若信息字段中出现了ASCII 码的控制字符(数值小于0x20的字符）， 则在该字符前面加入一个0x7D字节，并同时改变字符的编码 如：0x03 转变成两字节序列（ 0x7D ， 0x23 ）
谢谢！
CSMA/CD 是Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection 的缩写。其要点是： “多点接入”表示许多计算机以多点接入的方式连接在一根总线上。 “载波监听”是指每一个站在发送数据之前先要检测一下总线上是 否有其他计算机在发送数据，如果有，则暂时不要发送数据，以免 发生碰撞。
计算机网络 之 数据链路层
数据链路层的三个基本问题之一
--差错检测
PPP协议在传输时采用的填充方法--字节填充、 零比特填充 数据链路层中最重要的一个协议--CSMA/CD 协议
现实的通信链路都不会是理想的，比特在传输的过程中可 能会产生差错：1可能会变成0，0也可能会变成1，这就 是比特差错。 目前数据链路层中广泛使用循环冗余检验CRC检错技术 CRC的原理：就是在数据的后面添加n位冗余码（为了进 行检错而添加的冗余码常称为帧检验序列FCS）供差错检 测使用
以太网取 51.2 s 为争用期的长度。 对于 10 Mb/s 以太网，在争用期内可发送512 bit，即 64 字节。 以太网在发送数据时，若前 64 字节没有发生冲突，则后 续的数据就不会发生冲突。 如果发生冲突，就一定是在发送的前 64 字节之内。 由于一检测到冲突就立即中止发送，这时已经发送出去的 数据一定小于 64 字节。 以太网规定了最短有效帧长为 64 字节，凡长度小于 64 字节的帧都是由于冲突而异常中止的无效帧。
例：一个PPP帧的数据部分是（均为十六进制）： 7D 5E FE 27 7D 5D 7D 5D 65 7D 5E 试问真正的数据是什 么？ 分析： 7E FE 27 7D 7D 65 7E
PPP协议在使用同步传输时使用零比特填充实现透明传输 零比特填充法是用一个特殊的位模式“01111110”作为 帧边界。 在发送端，当一串比特流数据中有 5 个连续 1 时，就立 即填入一个 0。如此保证数据部分不会出现6个连续的1 在接收帧时，先找到边界字段以确定帧的边界。接着再对 比特流进行扫描。每当发现 5 个连续 1 时，就将其后的 一个 0 删除，以还原成原来的比特流。
以太网使用二进制指数类型退避算法 (truncated binary exponential type)来解决碰撞问题
◦ 确定基本退避时间，一般是取为争用期 2。 ◦ 定义重传次数 k ，k 10，即 k = Min[重传次数, 10] ◦ 从整数集合[0,1,…, (2k 1)]中随机地取出一个数，记为 r。重传所需的 时延就是 r 倍的基本退避时间。 ◦ 当重传达 16 次仍不能成功时即丢弃该帧，并向高层报告。