数据链路层的定义与基本功能

osi七个层次主要功能概括
1. 物理层：负责传输原始比特流，将数据转换为电信号以在物理媒介上进行传输。

主要功能包括定义电气、机械和功能接口规范，以及传输媒介的特性和连接方式。

2. 数据链路层：确保相邻节点之间可靠的数据传输。

它将原始位流组织为数据帧，并提供错误检测和纠正机制，以及流量控制和访问控制。

3. 网络层：负责在不同的网络之间进行逻辑通信，实现数据包的路由和转发。

它根据网络规模、拓扑结构等因素选择最佳路径，以确保数据的快速、可靠传输。

4. 传输层：通过提供端到端的数据传输服务确保可靠的数据传输。

它将数据划
分为较小的数据段，确保数据的完整性、顺序和流量控制，以及错误检测和纠正。

5. 会话层：协调两个应用程序之间的对话，管理会话的建立、维护和终止。

它
提供会话控制机制，允许应用程序在通信过程中进行同步、检查点和恢复。

6. 表示层：负责数据的语法和语义转换，确保不同的系统能够相互理解和交互。

它处理数据的编码、压缩、加密和解密，确保数据的安全性和可靠性。

7. 应用层：提供用户与网络之间的接口，使用户能够访问网络中的各种应用和
服务。

它包括各种应用程序，如电子邮件、文件传输协议、网页浏览器等。

这七个层次构成了OSI模型，提供了一个完整的网络通信框架，每一层都有不
同的功能和责任，协同工作以实现可靠的数据传输和应用程序的正常运行。

数据链路层协议数据链路层是OSI模型中的第二层，它负责为物理层提供可靠的数据传输服务，并为网络层提供无差错、有序的数据传输和网络拓扑结构控制等功能。

数据链路层协议作为数据链路层的软件实现，是计算机网络中的重要组成部分，本文将介绍数据链路层协议的相关知识。

一、数据链路层协议的概念数据链路层协议是指在数据链路层上实现的软件规范，它定义了数据在物理介质上的传输方式和控制信息的格式，以及数据帧的封装、解封装过程。

数据链路层协议可以分为两种类型，即同步型协议和异步型协议。

同步型协议使用时钟信号来同步数据的传输和接收，实现方式简单但传输效率较低；异步型协议则采用控制字符来实现数据的同步，传输效率较高，但实现复杂。

数据链路层协议的主要作用是将物理层提供的比特流按照一定的规则组织成数据帧，并加入必要的控制信息，确保数据的可靠传输。

同时，在数据链路层协议中还包括了数据链路层的上下文传递、错误检测和校正、流量控制等功能。

二、数据链路层协议的分类根据不同的标准和应用需求，数据链路层的协议可以分为多种类型。

常用的数据链路层协议有以下几种。

1. PPP协议PPP（Point-to-Point Protocol）是一种链路层协议，它是TCP/IP协议族中的标准协议。

PPP协议支持异步传输、同步传输和透明传输等不同传输方式，在一对一的点对点通信中使用广泛。

PPP协议具有较好的错误检测和纠正能力，同时还支持多种身份认证方式，如PAP、CHAP等。

2. HDLC协议HDLC（High-level Data Link Control）是一种同步传输协议，常用于传输广域网数据及电话系统中的ISDN通信。

HDLC协议可以支持点对点通信、多点通信和广播通信等多种通信方式。

它具有可靠的错误控制、流量控制和传输速率控制等功能，同时还可以实现数据的压缩和多链路传输。

3. SLIP协议SLIP（Serial Line Internet Protocol）是一种基于串口的异步传输协议，在TCP/IP网络中广泛应用。

数据链路层的定义与基本功能一、数据链路层基本概念1.1结点：数据链路层上的结点主要是主机和路由器。

由物理线路联接起来的两个结点，又叫相邻结点。

1.2链路：网络中两个结点之间的物理通道，链路的传输介质主要有双绞线、光纤和微波。

分为有线链路、无线链路。

1.3数据链路：两络中两个结点之间的逻辑通道，把实现控制数据传输协议的硬件和软件加到链路上就构成数据链路。

1.4帧：链路层的协议数据单元，作用是封装网络层数据报。

数据链路层的作用是负责通过一条链路从一个结点向另一个物理链路直接相连的相邻结点传送数据报。

数据链路层在物理层提供服务的基础上向网络层提供服务，其最基本的服务是将源自网络层来的数据可靠地传输到相邻节点的目标网络层。

主要作用是加强物理层传输原始比特流的功能，将物理层提供的可能出错的物理连接改造成为逻辑上无差错的数据链路，使之对网络层表现为一条无差错的链路。

二、数据链路层具备的基本功能（1）为网络层提供服务数据链路层向网络层提供三种基本功能：1、无确认无连接服务，2、有确认无连接服务，3、有确认面向连接服务。

无确认无连接服务：通常用于实时服务，或误码率比较低的通信信道。

源主机在发送数据时没有事先与目标主机建立链接，而且目的主机在收到数据时，也不需要发送确认数据，如果帧丢失，数据链路层也不负责重发，而直接交由上层处理。

有确认无连接服务：源主机在发送数据时没有事先与目标主机建立链接，但目的主机在收到数据时，必须发送确认数据帧，如果源主机在规定时间内没有收到确认数据，则源主机则重发一次数据。

这就可以提搞链路上的可靠性，一般用于无线传输。

有确认面向链接服务：源主机在发送数据时事先与目标主机建立链接，同时目的主机在收到数据时，必须发送确认数据帧。

（2）链接管理，即连接的建立、维持、释放（用于面向连接的服务）。

（3）组帧。

（4）流量控制，限制发送方的发送速度。

（5）差错控制，差错控制主要有帧错或是位错。

OSI七层模型的定义和各层功能随着网络技术的不断发展，我们的生活已经离不开网络了。

而OSI七层模型是计算机网络体系结构的实质标准，它将计算机网络协议的通信功能分为七层，每一层都有着独特的功能和作用。

下面，我将以此为主题，深入探讨OSI七层模型的定义和各层功能。

1. 第一层：物理层在OSI七层模型中，物理层是最底层的一层，它主要负责传输比特流（Bit Flow）。

物理层的功能包括数据传输方式、电压标准、传输介质等。

如果物理层存在问题，整个网络都无法正常工作。

2. 第二层：数据链路层数据链路层负责对物理层传输的数据进行拆分，然后以帧的形式传输。

它的功能包括数据帧的封装、透明传输、差错检测和纠正等。

数据链路层是网络通信的基础，能够确保数据的可靠传输。

3. 第三层：网络层网络层的主要功能是为数据包选择合适的路由和进行转发。

它负责处理数据包的分组、寻址、路由选择和逻辑传输等。

网络层的存在让不同的网络之间能够互联互通，实现数据的全球传输。

4. 第四层：传输层传输层的功能是在网络中为两个端系统之间的数据传输提供可靠的连接。

它通过TCP、UDP等协议实现数据的可靠传输、分节与重组、流量控制、差错检测和纠正等。

5. 第五层：会话层会话层负责建立、管理和结束会话。

它的功能包括让在网络中的不同应用之间建立会话、同步数据传输和管理数据交换等。

6. 第六层：表示层表示层的作用是把数据转换成能被接收方识别的格式，然后进行数据的加密、压缩和解压缩等。

7. 第七层：应用层应用层是OSI模型中的最顶层，它为用户提供网络服务，包括文件传输、电流信箱、文件共享等。

应用层是用户与网络的接口，用户的各种应用软件通过应用层与网络进行通信。

OSI七层模型是计算机网络体系结构的基本标准，它将通信协议的功能划分为七层以便管理和开发。

每一层都有独特的功能和作用，共同构成了完整的网络通信体系。

只有了解并理解这些层次的功能，我们才能更好地利用网络资源，提高网络效率。

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。

数据链路层技术简介引言：在当今数字化时代，无处不在的互联网已经成为人们生活不可或缺的一部分。

而在互联网背后，数据链路层技术作为整个网络通信体系的基石，在保证数据传输的可靠性和高效性方面发挥着重要的作用。

本文将从数据链路层技术的定义、功能和应用领域来介绍这一关键技术。

定义：数据链路层是网络协议栈中的一层，位于物理层之上，与物理层和网络层之间建立了桥梁。

数据链路层主要负责将网络层传输的数据划分为更小的数据帧进行传输，同时确保传输的可靠性和完整性。

功能：1.分帧：数据链路层通过将数据划分为较小的数据帧，使数据传输更加高效。

每个数据帧都包含了必要的控制信息，如帧起始和停止标志，帧序列号和帧检验和等，以便接收方能正确地接收和解析数据。

2.帧同步：为了确保接收方正确地解析数据，数据链路层使用帧同步技术来保证接收端和发送端的节拍一致。

帧同步技术通过插入特定的比特序列，如同步帧和比特填充来维持发送和接收方的节拍同步。

3.流量控制：数据链路层通过实施流量控制来协调发送端和接收端之间的传输速率。

当接收端的接收缓冲区容量达到上限时，数据链路层会发送控制信号给发送方，要求其降低传输速率，以免造成数据丢失。

4.差错检测和纠正：数据链路层通过在数据帧中添加校验码来检测和纠正传输过程中的差错。

常见的纠错码包括循环冗余检测（CRC）和海明码（Hamming code），它们可以对数据帧进行误码检测和纠正，确保传输的可靠性。

应用领域：1.以太网：作为现代局域网（LAN）的主流技术，以太网使用数据链路层技术来进行数据传输。

它不仅支持高速的数据传输，还具备良好的可扩展性和兼容性，广泛应用于企业和家庭网络中。

2.无线局域网（WLAN）：在无线局域网中，数据链路层扮演着关键的角色，负责处理无线信号传输和接收之间的差错控制、流量控制等问题，以保证无线网络的稳定和高效。

3.仪器仪表控制系统：在工业自动化和仪器仪表领域，数据链路层技术被广泛应用于各种控制系统中。

第三章数据链路层重点内容（⼀）数据链路层的功能（⼆）组帧（三）差错控制1、检错编码2、纠错编码（四）流量控制与可靠传输机制1、流量控制、可靠传输与滑动窗⼝机制2、停⽌-等待协议3、后退N帧协议（GBN）4、选择重传协议（SR）⼀、使⽤点对点信道的数据链路层1、数据链路和帧链路是⼀条⽆源的点到点的物理线路段，中间没有任何其他的交换结点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，就构成了数据链路常常在两个对等的数据链路层之间有⼀个数字管道，⽽在这条数字管道上传输的数据是帧2、基本问题（功能）（1）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，这样就构成了⼀个帧。

接收端在收到物理层上交的⽐特流，就能根据⾸部和尾部的标记，从收到的⽐特流区别帧的开始和结束（⾸部和尾部还夹杂着控制信息）数据链路帧的特点数据部分的前⾯和后⾯分别添加上⾸部和尾部，构成⼀个完整的帧。

帧是数据链路层的数据传送单元。

⾸部和尾部还包括许多必要的控制信息每⼀种链路层协议都规定了所能传送的帧的数据部分长度上限——最⼤传送单元MTU⼀个控制字符SOH放在⼀个帧的最前⾯，表⽰帧的⾸部开始。

另⼀个控制字符EOT表⽰帧的结束（⼀般情况下，⾸部和尾部的长度加起来⼀般⼩于原始报⽂的长度）（2）透明传输“在数据链路层透明传输数据”表⽰⽆论什么样的⽐特组合的数据都能够通过这个数据链路层链路采⽤字节填充法，来确保上⽅情况的发⽣（3）差错检测传输错误的⽐特占所传输⽐特总数的⽐率称为误码率BER。

例如，误码率为10的负⼗次⽅时，表⽰平均每传送10的⼗次⽅个⽐特就会出现⼀个⽐特的差错在计算机⽹络传输数据时，必须采⽤各种差错检测措施。

⽬的在数据链路层⼴泛使⽤了循环冗余校验技术（CRC）CRC①在发送端，先把数据划分组，假定每组k个⽐特。

现假定待传送的数据M=1010001101（k=10）。

CRC运算就是在数据M的后⾯添加供差错检验⽤的冗余吗，然后构成⼀个帧发送出去，⼀共发送（k+n）位设n=5，P=110101（P是除数），模2运算的结果是：Q=1101010110余数R=01110将余数R作为冗余码添加在数据M的后⾯发送出去，即发送的数据是101000110101110，或2的n次⽅乘以M+R在数据后⾯添加上的冗余码称为帧检验序列FCS循环冗余检验CRC和帧检验序列FCS并不等同CRC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并⾮⽤来获得到FCS的唯⼀⽅法②在接收端把接收到的数据以帧为单位进⾏CRC检验：把收到的每⼀个帧都除以同样的除数P（摸2运算），然后检验得到的余数R③在接收端对收到的每⼀帧经过CRC检验后，有以下两种情况：（a）若得出的余数R=0，则判定这个帧没有差错，就接受（b）若余数R≠0，则判定这个帧有差错，（但⽆法确定究竟是哪⼀位或哪⼏位出现了差错），就丢弃仅⽤循环冗余检验CRC差错检测技术只能做到⽆差错接受“⽆差错接受”是指：“凡是接受的帧（不包括丢弃的帧），我们都能以⾮常接近于1的概率认为这些帧在传输过程中没有产⽣差错”。

数据链路层技术简介简介：数据链路层是计算机网络中的一个重要组成部分，用于在物理媒体上传输数据，保证数据能够可靠的传输。

本文将从数据链路层的定义、功能、协议以及应用领域等方面进行探讨，并对未来发展进行展望。

一、数据链路层的定义与功能数据链路层是OSI（开放系统互连）模型中的第二层，它位于物理层和网络层之间。

它主要负责将上层传输的数据分割成更小的数据帧，并进行错误检测和纠正，以确保数据的可靠性和完整性。

同时，数据链路层还负责对物理层传输的数据进行解封装和封装，以达到互相通信的目的。

数据链路层具有以下功能：1. 数据帧封装与解封装：将网络层传输的数据封装成帧的形式，并在接收端将帧解封装为数据，使数据能够在物理层进行传输；2. 流量控制：通过流量控制技术，控制接收端接收数据的速度，避免数据的丢失和溢出；3. 帧同步：通过帧同步技术，确保发送和接收端的同步，实现数据的有序传输；4. 错误检测与纠正：通过校验和、CRC等技术，对发送和接收的数据进行错误检测和纠正，保障数据的可靠性和完整性。

二、数据链路层的协议在数据链路层中，有很多常用的协议，其中最常见的有以太网协议和PPP协议。

以太网协议是一种局域网（LAN）协议，它使用MAC（媒体访问控制）地址来标识网络中的设备。

以太网采用CSMA/CD（载波侦听多点接入/碰撞检测）的访问方式，确保数据的传输效率和可靠性。

PPP协议（点对点协议）则是一种广域网（WAN）协议，它通过串行通信线路连接两个网络节点，为网络之间的通信提供支持。

PPP协议通过LCP（链路控制协议）建立链路，通过NCP（网络控制协议）选择合适的网络层协议，实现不同网络之间的数据传输。

三、数据链路层的应用领域数据链路层技术广泛应用于各个领域，其中最常见的应用包括局域网、广域网、无线通信和卫星通信等。

在局域网中，以太网是最常用的数据链路层技术，它通过网卡和交换机实现设备之间的数据传输，使得局域网中的设备能够高速、稳定地进行数据交换。

数据链路层的主要功能：1、将数据包封装为帧；2、对等层通信，将帧交付给另一个节点的数据链路层；3、差错检测和流量控制.数据链路层传送的是帧。

封装成帧（framing）就是在一段数据的前后分别添加首部和尾部,确定帧的界限，构成帧。

首部和尾部的一个重要作用就是进行帧定界。

以太网的帧是数据链路层的封装，网络层的数据包被加上帧头和帧尾成为可以被数据链路层识别的数据帧（成帧）。

虽然帧头和帧尾所用的字节数是固定不变的，但依被封装的数据包大小的不同，以太网的长度也在变化，其范围是64~1518字节（不算8字节的前导字),由以下几个部分组成：起始字段地址字段长度和类型字段数据字段帧校验序列字段透明传输与转义: 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（byte stuffing）/字符填充(character stuffing）：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。

常用的冗余检验技术有：奇偶检验、方块检验和循环冗余检验。

奇校验:通过附加奇偶校验位,使所传输的信息中1的个数为奇数。

偶校验：通过附加奇偶校验位，使所传输的信息中1的个数为偶数。

循环冗余校验(CRC,Cyclical Redundancy Check）：将所传输的除以一个预先设定的除数，所得的余数作为冗余比特，附加在要发送的数据的末尾。

这样实际传输的就能够被预先设定的除数整除。

当整个数据发送到接收方后，接收方利用同一个除数去除接收到的数据。

如果余数为0，则传输正确，否则有误。

运算规则：加法、减法均为异或运算，加法不进位,减法不借位。

在数据的末尾加上r个0,r等于除数的位数减1；使用二进制除法，所得的余数为循环冗余校验码（以上除法用的是模2除法，不考虑减法借位，即0-0=0、0-1=1、1—0=1、1-1=0）；将循环冗余校验码替换数据末尾的r个0，得到整个传输的数据例如：假设待传送数据M＝1010001101,选择某生成多项式P=110101，求CRC码。