【计算机网络篇】数据链路层（1）数据链路层的地位，问题

蔚落 2024-04-17 06:45 12阅读 0赞

#### 文章目录 ####

*  🍔数据链路层在网络体系结构中的地位
 *  🍔链路，数据链路，帧
 *  🍔数据链路层的三个重要问题
 *   *  🥚封装成帧和透明传输
     *  🥚差错检测
     *  🥚可靠传输

![在这里插入图片描述][75f317465f2a434a9a339e45999a936a.png_pic_center]

## 🍔数据链路层在网络体系结构中的地位 ##

如下图  
局域网中的主机H1，经过路由器R1，广域网，以及路由器R2，连接到局域网2中的主机H2  
![在这里插入图片描述][a3bade464183464ebccb7c7abcc83456.png]

假设主机H1向H2发送数据，我们从网络体系结构的角度看看该传输过程中的数据流动

路由器在转发数据包的时候，仅使用协议栈的物理层，数据链路层和网络层  
待发送的数据在主机H1，按网络体系结构自上而下逐层封装，物理层将数据链路层封装好的协议数据单元看作比特流，并将其转化成相应的电信号发送出去。数据包进入路由器R1后，会从物理层开始被逐层解封，直到解封出网络层协议数据单元PDU。路由器从该PDU的首部中，取出目的地址，根据目的地址在转发表中，找到相应的下一跳地址后，将该PDU向下逐层封装后，通过物理层发送出去。  
路由器R2对数据包的处理过程和R1相同  
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上述过程，就是数据包按网络体系结构，逐层封装和解封的这个知识点

## 🍔链路，数据链路，帧 ##

![在这里插入图片描述][7d5894ad4f9a42828a7d83556c84b0a3.png]  
![在这里插入图片描述][88a1df1554584e84a87f4bdac07758c5.png]

## 🍔数据链路层的三个重要问题 ##

### 🥚封装成帧和透明传输 ###

> ![在这里插入图片描述][4df9087e05394b70b3eb1ecdffebc8f7.png]

然而，如果在帧的数据载荷部分，`恰好出现了与帧首部和尾部的标志字段取值相同的数据`。在不采取其他措施的情况下，接收方的数据链路层会出现帧定界的错误。

![在这里插入图片描述][5e20cdfa755c458b8db6f06068e4d38e.png]

如果不解决上述问题，则数据链路层会对上层交付的协议数据单元PDU的内容有所限制，即PDU中不能包含帧定界符。  
显然，这样子的数据链路层没有什么应用价值，如果能够采取措施，使得数据链路层对上层交付的PDU的内容没有任何限制，就好像数据链路层不存在一样，就称其为透明传输。

### 🥚差错检测 ###

如下图，发送方给接收方发送帧  
![在这里插入图片描述][ff4c14481bdd4c0d8bf5110d710016ab.png]  
由于实际的通信链路都不是理想的，表示比特的信号在信道上传输时，不可避免地会产生失真，甚至出现误码，即比特0变成比特1，比特1变成比特0。那么，接收方的数据链路层在收到该帧后，如何才能知道帧中出现了误码呢。  
![在这里插入图片描述][38396018a0584566bfc84bd502a27edf.png]  
这就需要采用差错检测机制。  
例如：发送方的数据链路层采用某种检错技术，根据帧的内容计算出一个检错码，将检错码填入帧尾部，帧尾部中用来存放检错码的字段称为帧检验序列（FCS）  
接收方的数据链路层从帧尾部取出检错码，采用与发送方相同的检错机制，就可以`通过检错码检测出帧在传输过程中是否出现了误码`  
![在这里插入图片描述][328d9b4e8bbc48ae99aa061b9af300fd.png]

### 🥚可靠传输 ###

如果数据链路层向其上层提供的是不可靠传输服务，则接收方的数据链路层丢弃有误码的帧即可  
![在这里插入图片描述][0f19e04d085b40ce8ccfff692a1f925f.png]

如果数据链路层向其上层提供的是可靠传输服务，这就需要数据链路层通过某种机制实现发送方发送什么，接收方就能收到什么  
例如  
接收方的数据链路层收到有误码的帧后，就通知发送方进行重传，发送方给接收方重传该帧。然而，要实现可靠传输，并没有这么简单（在后面的文章中误码会讲解实现可靠传输的机制）  
![在这里插入图片描述][4ce179001f4342ca9365035de0ac6f7b.png]

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