标签：结点 比特 计算机网络 传输 简记 数据 差错 链路层

数据链路层使用的信道主要是以下两种类型：

（1）点对点通信：这种信道使用一对一的点对点通信方式
（2）广播通信：这种信道使用一对多的广播通信方式。

数据在数据链路层流动过程：

数据链路和链路：

• 链路：从一个结点到相邻结点的一段物理线路，中间没有任何其他的交换结点。
• 数据链路：传送数据的时候，除了必须要有一条物理线路外，还必须有一些必要的通信协议来控制这些数据的传输。

早期的数据通信协议也曾叫做通信规程

• 帧：点对点信道的数据链路层的协议数据单元

网络层协议单元就是IP数据报（或简称为数据报、分组或包）

点对点信道的数据链路层在进行通信时的主要步骤如下：
（1）结点A的数据链路层把网络层叫下来的IP数据报添加到首部和尾部封装成帧
（2）结点A把封装好的帧发送给结点B的数据链路层
（3）若结点B的数据链路层收到的帧无差错，则从收到的帧中提取出IP数据报交上网络层，否则丢弃这个帧。

数据链路层不必考虑物理层如何实现比特传输的细节。

数据链路层三个基本问题：

• 封装成帧
• 透明传输
• 差错检测

**（1）封装成帧：**就是在数据的前后分别添加首部和尾部，这样就可以构成一个帧。接收端在收到物理层上交的比特流后，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。

首部和尾部重要作用就是进行帧定界（即确定帧的界限）。

每一种链路层协议都规定了所能传输的帧的数据部分长度上线——最大传输单元MTU

用控制字符进行帧界定的方法举例：
SOH和EOT都是控制字符的名称，十六进制码分别是01H和04H

（2）透明传输：不管是什么字符都可以放进传送的帧里面而不出错。

如果传输过程中传送的字符里面包含SOH或EOT，则需要对其进行转义。
一种方法是在SOH或EOT前面插入转义字符ESC（十六进制码是1B），这种方法叫字节填充或字符填充。

用字节填充法解决透明传输的问题。

（3）差错检测：
比特差错：比特在传输过程中可能会出现错误，如1变成0，0变成1。传输错误的比特占所传输比特总数的比率称为误码率BER，检测方式就是循环冗余检测CRC。

现把数据划分为组，每组k个比特。现假定待传送的数据M=101001 (k=6)，
CRC运算就是在数据M的后面添加n位冗余码，然后构成一个帧发送出去，一共发送(k+n)位。

这里n位冗余码由以下方法得出：
用二进制的模2运算进行2^n 乘M的运算，这相当于在M后面添加n个0。得到的(k+n)位的数除以收发双方事先商定的长度为(n+1)位的除数P，得出的商是Q而余数是R（n位，比P少一位）。

实例：
M=101001，一共6位，所以k=6，因为要2^n > k
即2^n>6，则n最小是3，所以要在M后面加3个0。
因为n=3，则除数P的位数为n+1位，假设除数为1101，运算过程如下：

余数R为001，最终发送的数据为M拼接上R（即发送101001001）

在接收端，对每一帧经过CRC检验后，有两种情况：
1️⃣若得出的余数R=0，判定这个帧没有错
2️⃣若R≠0这个帧有错（但不懂是哪位错了），丢弃。

数据链路层若仅仅使用循环冗余检测CRC差错技术，则只能做到对帧的无差错接受，即凡是接收端数据链路层接受的帧，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。

所以可以近似认为“凡是接收端数据链路层接受的帧均无差错”。

数据链路层没有向网络层提供“可靠传输”的服务，因为传送的帧会丢失、重复、失序等，属于传输差错，而不是比特差错。

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