25. 数据链路层

数据链路层

        数据链路层是OSI（开放系统互连）参考模型中的第二层，位于物理层和网络层之间。以下是关于数据链路层的详细解释：

1. 基本概念与位置

• 数据链路层位于物理层和网络层之间，起着承上启下的作用。
• 它基于物理层提供的服务，向网络层提供服务，确保数据在物理链路上可靠地传输到相邻节点的目标机网络层。

2. 主要功能

• 帧封装与解封：数据链路层将从网络层接收到的数据划分为适当大小的帧，并在每个帧中添加必要的控制信息，如起始标记、目的地址、源地址等。接收方在接收到帧后，将解析控制信息并提取出数据。
• 物理地址寻址：为每个网络接口分配唯一的物理地址，即MAC（媒体访问控制）地址，确保数据帧在共享传输介质上被准确地发送到目标节点。
• 媒体访问控制：当多个节点共享同一个传输介质时，数据链路层使用媒体访问控制协议来协调节点之间的访问。例如，以太网中的CSMA/CD（载波侦听多路访问/冲突检测）协议和无线局域网中的CSMA/CA（载波侦听多路访问/冲突避免）协议。
• 帧同步和比特透明传输：确保数据帧在传输过程中能够正确地被接收方解析，并保持比特流的同步性。它使用特定的比特模式来标识帧的开始和结束，并采用透明传输技术，防止数据中的比特与帧控制信息发生冲突。
• 差错检测和纠正：使用差错检测码（如循环冗余检测码，CRC）来检测传输过程中可能发生的错误，并在可能的情况下纠正错误，确保数据的完整性。
• 流量控制：通过协调发送方和接收方之间的数据流量，防止发送方发送过多的数据导致接收方无法及时处理。流量控制机制确保发送方与接收方之间的数据传输保持适当的速率，以避免数据丢失或溢出。

3. 示例与协议

• 数据链路层定义的协议与被讨论的各种介质有关，示例包括ATM（异步传输模式）和FDDI（光纤分布式数据接口）等。
• 数据链路层协议又被分为两个子层：逻辑链路控制（LLC）协议和媒体访问控制（MAC）协议。

        综上所述，数据链路层在计算机网络中扮演着至关重要的角色，通过封装数据成为帧、实现物理地址寻址、媒体访问控制、帧同步和比特透明传输、差错检测和纠正以及流量控制等功能，确保数据在物理链路上可靠地传输，为网络层提供一个透明的通信通道。