Part III 数据链路层

第3章数据链路层问题3-1：旧版的《计算机网络》认为数据链路层的任务是在两个相邻结点间的线路上无差错地传送以帧(frame)为单位的数据。

数据链路层可以把一条有可能出差错的实际链路，转变成为让网络层向下看起来好像是一条不出差错的链路。

但最近新版的《计算机网络》（第4版和第5版）中对数据链路层的提法就改变了。

数据链路层的传输不能让网络层向下看起来好像是一条不出差错的链路。

到底哪一种说法是正确的？问题3-2：当数据链路层使用PPP协议或CSMA/CD协议时，既然不保证可靠传输，那么为什么对所传输的帧进行差错检验呢？问题3-3：为什么旧的版本教材在数据链路层一章中讲授可靠传输，但现在新的版本教材则取消了可靠传输？问题3-4：通过普通的电话用户线拨号上网时（使用调制解调器），试问一对用户线可容许多少个用户同时上网？问题3-5：除了差错检测外，面向字符的数据链路层协议还必须解决哪些特殊的问题？问题3-6：为什么计算机进行通信时发送缓存和接收缓存总是需要的？问题3-7：以太网使用载波监听多点接入碰撞检测协议CSMA/CD。

频分复用FDM才使用载波。

以太网有没有使用频分复用？问题3-8：在以太网中，不同的传输媒体会产生不同的传播时延吗？问题3-9：在以太网中发生了碰撞是否说明这时出现了某种故障？问题3-10：从什么地方可以查阅到以太网帧格式中的“类型”字段是怎样分配的？问题3-11：是什么原因使以太网有一个最小帧长和最大帧长？问题3-12：在双绞线以太网中，其连接导线只需要两对线：一对线用于发送，另一对线用于接收。

但现在的标准是使用RJ-45连接器。

这种连接器有8根针脚，一共可连接4对线。

这是否有些浪费？是否可以不使用RJ-45而使用RJ-11?问题3-13：RJ-45连接器对8根针脚的编号有什么规定？问题3-14：剥开5类线的外塑料保护套管就可以看见不同颜色的4对双绞线。

哪一根线应当连接到哪一个针脚呢？问题3-15：将5类线电缆与RJ-45插头连接起来的具体操作步骤是怎样的？问题3-16：不用集线器或以太网交换机，能否将两台计算机用带有RJ-45插头的5类线电缆直接连接起来？问题3-17：使用屏蔽双绞线电缆STP安装以太网是否可获得更好的效果？问题3-18：如果将已有的10 Mb/s以太网升级到100 Mb/s，试问原来使用的连接导线是否还能继续使用？问题3-19：使用5类线的10BASE-T以太网的最大传输距离是100 m。

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。

408考研计算机网络——第三章数据链路层第3章数据链路层结点：主机、路由器链路：网络中两个结点之间的物理通道，传输介质有双绞线、光纤和微波。

分为有线、无线链路数据链路：网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帧：链路层的协议数据单元，封装网络层数据报功能：为网络层提供服务、链路管理、组帧、流量控制、差错控制3.1 数据链路层的功能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机网络层。

其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·为网络层提供服务无确认无连接服务有确认无连接服务有确认面向连接服务·链路管理即连接的建立、维持、释放（用于面向连接的服务)·组帧（帧定界、帧同步、透明传输）封装成帧：在一段数据的前后部分添加首部和尾部，这样就构成了一个帧。

接收端在收到物理层上交的比特流后，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首部和尾部包含许多的控制信息，他们的一个重要作用：帧定界（确定帧的界限）帧同步：接收方应当能从接收到的二进制比特流中区分出帧的起始和终止。

最大传送单元MTU：帧的数据部分的长度上限透明传输：当所传数据中的比特组合恰巧与某一个控制信息完全一样时，采取适当的措施，使收方不会将这样的数据误认为是某种控制信息。

保证数据链路层的传输是透明的组帧的四种方法：字符计数法、字符（节）填充法、零比特填充法、违规编码法·流量控制限制发送方的数据流量，使其发送速率不超过接收方的接受能力✳对于数据链路层：控制的是相邻两结点之间数据链路上的流量对于传输层：控制源端到目的端之间的流量·差错控制位错：循环冗余校验CRC差错控制：自动重传请求ARQ帧错：定时器、编号机制*三个基本问题：封装成帧、透明传输、差错检测3.2 组帧·字符计数法帧首部使用一个计数字段（第一个字节，八位）来标明帧内字符数。

《计算机⽹络（第7版）谢希仁著》第三章数据链路层要点及习题总结1.数据链路层的三个基本问题：封装成帧，透明传输，差错检测2.点对点信道的数据链路层 （1）链路和数据链路 链路（物理链路）：链路（link）就是从⼀个结点到相邻结点的⼀段物理线路（有线或⽆线〉，⽽中间没有任何其他的交换结点 数据链路（逻辑链路）：为当需要在⼀条线路上传送数据时，除了必须有⼀条物理线路外，还必须有⼀些必要的通信协议来控制这些数据的传输，换⽽⾔之，数据链路=链路+通信协议 （2）早期的数据通信协议叫通信规程 （3）数据链路层的协议数据单元-------帧 （4）封装成帧：封装成帧（framing）就是在⼀段数据的前后分别添加⾸部和尾部，这样就构成了⼀个帧。

⼀个帧的帧长等于帧的数据部分长度加上帧⾸部和帧尾部的长度。

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），为了提⾼帧的传输效率，应当使帧的数据部分长度尽可能地⼤于⾸部和尾部的长度。

但是，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⼀⼀最⼤传送单元 MTU (Maximum Transfer Unit），当数据是由可打印的 ASCII 码组成的⽂本⽂件时，帧定界可以使⽤特殊的帧定界符（如SOH和EOT）。

SOH：Start Of Header EOT：End Of Transmission （5）透明传输：所传输的数据中的任何 8 ⽐特的组合⼀定不允许和⽤作帧定界的控制字符的⽐特编码⼀样，⽆论什么样的⽐特组合的数据，都能够按照原样没有差错地通过这个数据链路层。

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，⼆进制是 00011011 ）。

⽽在接收端的数据链路层在把数据送往⽹络层之前删除这个插⼊的转义字符。

这种⽅法称为字节填充或字符填充。

如果转义字符也出现在数据当中，那么解决⽅法仍然是在转义字符的前⾯插⼊⼀个转义字符。

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。

计算机网络数据链路层基础知识介绍数据链路层的功能和常见协议计算机网络是现代社会中必不可少的一部分，它连接了世界各个角落。

而数据链路层作为网络通信的重要一层，承担着数据传输的任务。

本文将介绍数据链路层的功能以及常见的协议。

一、数据链路层的功能数据链路层是网络体系结构中的第二层，位于物理层之上。

其主要功能是将物理层提供的比特流组成有意义的数据帧，并通过物理媒介进行传输。

具体来说，数据链路层的主要功能有以下几个方面：1. 封装成帧：数据链路层将从网络层接收到的数据报封装成数据帧。

数据帧是数据链路层传输的基本单位，它包括了数据以及控制信息。

2. 帧定界：为了在物理媒介上正确传输数据帧，数据链路层在帧的开始和结束位置加入特定的定界标记，以进行同步。

3. 数据链路的访问控制：当多个网络设备共享同一个物理媒介时，数据链路层需要解决帧冲突和访问冲突的问题。

常见的访问控制方式有载波监听多路访问（CSMA）和令牌传递。

4. 差错检测与纠正：数据链路层使用CRC（循环冗余校验）等技术进行差错检测，以及ARQ（自动重传请求）等技术进行差错纠正。

5. 流量控制：数据链路层通过发送方和接收方之间的协商来控制数据的传输速率，避免数据丢失或混乱。

二、常见的数据链路层协议1. 以太网（Ethernet）：以太网是目前应用最广泛的有线局域网技术。

它使用CSMA/CD访问控制方式，支持最大传输速率为10 Gbps。

以太网采用MAC（媒体访问控制）地址进行寻址。

2. PPP（Point-to-Point Protocol）：PPP是一种用于串联两个节点的数据链路层协议。

它支持多种物理媒介，可以在异构网络中使用。

PPP提供了认证、加密和压缩等功能。

3. HDLC（High-Level Data Link Control）：HDLC是一种面向比特同步的数据链路层协议。

它采用标志字节进行帧定界，并支持差错检测和流量控制。

HDLC常用于广域网中的数据链路层传输。

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。

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”。

数据链路层解决的三个基本问题概述数据链路层是计算机网络中的一层，负责向上层提供可靠的数据传输服务，同时解决了三个基本问题：帧定界、流量控制和差错控制。

一、帧定界帧定界是数据链路层解决的第一个基本问题，它是为了将传输的数据划分为逻辑上的一帧一帧，从而实现数据的有序传输。

帧是数据链路层进行传输的最小单位，通过在数据中插入特定的定界标记来标识每一帧的开始和结束。

1. 字符定界字符定界是一种简单直接的帧定界方式，通过在数据中插入特定的字符来标识帧的开始和结束。

例如，在ASCII码中，常常将字符“SOH”(Start of Header)作为帧的开始标志，将字符“EOT”(End of Transmission)作为帧的结束标志。

2. 比特定界比特定界是一种使用比特模式来标识帧的开始和结束的帧定界方式。

比特定界需要在帧的开始和结束位置插入比特模式，以使接收端能够准确地检测到帧的边界。

常用的比特定界方式有：帧起始标志和字节计数。

二、流量控制流量控制是数据链路层解决的第二个基本问题，它是为了协调发送端和接收端之间的传输速率，使得发送端不会以过快的速度发送数据，导致接收端来不及处理，从而造成数据丢失或错误。

1. 停止-等待流量控制停止-等待流量控制是一种最简单的流量控制方式，它要求发送端每发送一帧数据后停止发送，等待接收端对该帧进行确认。

只有在接收到确认后，发送端才能发送下一帧数据。

这种方式能够确保数据的可靠传输，但是效率较低，因为发送端需要等待确认后才能继续发送。

2. 滑动窗口流量控制滑动窗口流量控制是一种更高效的流量控制方式，它允许发送端连续发送多个帧，在接收端以一定的窗口大小接收和确认这些帧。

发送端根据接收端返回的确认信息动态地调整发送窗口的大小，以控制发送速率，从而实现流量控制。

三、差错控制差错控制是数据链路层解决的第三个基本问题，它是为了保证数据在传输过程中的完整和正确性。

在数据链路层中，通过使用差错控制技术，可以检测并纠正传输过程中可能引入的错误。

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。

OSI体系结构各层之间的作用一、介绍在计算机网络中，OSI（开放式系统互联）模型提供了一个框架，用于描述不同层次的网络协议之间的交互和通信。

它将计算机网络通信过程划分为七个层次，每个层次都有自己的功能和任务。

本文将详细介绍OSI体系结构各层之间的作用。

二、物理层物理层是OSI模型的最底层，负责将原始的比特流转化为可以在物理介质上传输的信号。

物理层主要涉及硬件，例如网卡、电缆和集线器。

物理层的作用如下：1.数据传输：物理层负责将比特流从发送方传输到接收方。

2.建立和维护物理连接：物理层负责建立和维护物理连接，确保数据的正确传输。

3.数据编码：物理层将原始数据编码为包含比特的信号，以便在物理介质上传输。

三、数据链路层数据链路层位于物理层之上，负责提供可靠的点到点数据传输。

数据链路层主要涉及MAC（媒体访问控制）地址和帧的传输。

数据链路层的作用如下：1.帧同步：数据链路层负责将原始的比特流划分为帧，并在帧之间建立同步。

2.错误检测和纠正：数据链路层使用CRC（循环冗余校验）等技术来检测和纠正传输中的错误。

3.MAC地址的寻址与帧的传输：数据链路层使用MAC地址来确定数据传输的接收方，并通过帧的传输在网络中传递数据。

4.流量控制：数据链路层通过流量控制机制来管理数据的传输速率，以确保接收方能够处理数据。

四、网络层网络层位于数据链路层之上，负责实现不同网络之间的数据传输。

网络层主要涉及IP（互联网协议）地址和路由器。

网络层的作用如下：1.IP地址的寻址：网络层使用IP地址来确定数据传输的目的地，并将数据从源地址路由到目的地址。

2.路由选择：网络层根据一定的路由选择算法，选择最佳路径将数据从源地址传输到目的地址。

3.分组传输：网络层将数据划分为多个数据包（分组），并在网络中逐个传输。

4.提供网络互联：网络层通过路由器将不同网络连接在一起，实现网络之间的互联。

五、传输层传输层位于网络层之上，负责实现端到端的可靠数据传输。