网络基础-------------数据链路层

对于数据链路层，首先我要了解的是以下四点：
1）数据链路层的主要的作用是为网络层提供可靠的数据传输服务；
2）其基本数据单元为帧（Frame）；
3）该层的主要协议是以太网协议；
4）服务与数据链路层的两个设备是：网桥和交换机；

数据链路层的信道主要有以下两种类型

1）点对点信道：这种信道使用一对一的点对点通信
链路：就是从一个结点到相邻结点的一段物理线路，而中间没有任何其他的交换节点。可见链路只是一条路径的组成部分。
数据链路：在一条线路上传送数据，除了必须有一条物理线路，还必须有一些必要的通信协议来控制这些数据的传输。想把这些协议的硬件和软件加在适配器上，就是使用网络适配器。
点对点信道的数据链路层的主要步骤如下：‘

1)结合点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）结合点A把封装好的帧发送给结合点B的数据链路层。
3）若结合点B的数据链路层收到的帧无差错，刚从收到的帧中提取出IP数据报上交给上面的网络，否则丢弃这个帧。

ppp协议

PPP（Point-to-Point Protocol点到点协议）是为在同等单元之间传输数据包这样的简单链路设计的链路层协议。这种链路提供全双工操作，并按照顺序传递数据包。
PPP协议支持的是以下功能

• IP地址的动态分配和管理
• 同步或异步的物理层通信
• 链路的配置、质量检测和纠错
• 多种配置参数选项的协商

PPP是目前使用最广泛的数据链路层协议，不管是低速的拨号连接还是高速的光纤链路，都适用PPP协议。因特网用户通常都要连接到某个ISP才能接入到因特网。PPP协议就是用户计算机和ISP进行通信时所使用的数据链路层协议。

2）广播信道：这种信道使用一对一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。

设计数据链路层的原因

设计数据链路层的原因就在于，在原始的、有差错的物理传输线路基础上，采取差错检测、差错控制与流量控制等方法，，将有差错的物理线路改进成逻辑上无差错的数据链路，向网络层提供高服务的质量。
从网络参考模型的角度看，物理层之上的各层都有改善数据传输质量的责任，数据链路层是最重要的一层。
数据链路层最基本的功能是向该层用户提供透明的和可靠的数据传送基本服务。透明性指的是该层上传输的数据内容、格式及编码没有限制，也没有必要解释信息结构的意义；可靠的传输使用户免去对丢失信息、干扰信息及顺序不正确等的担心。

数据链路层协议都会解决三个基本的问题，封装成帧、透明传输、差错控制
一、封装成帧
封装成帧：就是网络层的IP数据报传送过来的数据的前后分别添加了首部和尾部，这样就构成了一个帧，接收端在收到物理层上交的比特流之后，就能根据首部和尾部的标记，从收到的比特流中识别帧的开始和结束。
由于数据封装成帧的大小是受对应的数据链路层协议MTU(最大传输单元）限制的，如以太网数据链路层封装网络层IP包的MTU为1500字节（这是指的是帧中的数据部分，也就是来自网络层整个数据分组，最大不能超过1500字节，但不包括帧头和帧尾部分），同时帧还有大小限制，如以太网帧中封装的IP包最小值为46字节，如果封装的IP包小于最小帧要求时，就要用一些特殊的字符进行填充，以满足对应链路中传输最小帧的限制。

帧长等于数据部分长度加上帧首部和帧尾部的长度，而首部和尾部的一个重要作用就是进行帧定界（即确定帧的界限）。
二、透明传输
透明传输指的是不管所传数据是什么样的比特组合，都应能够在链路上传送，当所传送数据中的比特组合恰巧与某一个控制信息完全一样，就必须采取适当的措施，使接收方不会将这样的数据误认为是某种控制信息。这样就保证了数据链路层的传输是透明的。
三、差错控制：差错检查及纠正
传输差错：可以分为两类，一类是最基本的比特差错，另一类就是收到的帧并没有出现比特错误，但是却出现了帧丢失、帧重复或帧失序。
比特差错：就是比特在传输过程中可能产生差错，即1可能会变成0，0可能变成1。比特差错是传输差错中的一种。