计算机网络：数据链路层的基本概念

Posted 2021-06-26 Zeker62

数据链路层的相关概念

数据链路层的定义：提供一段链路相邻节点间的数据帧传输服务

数据链路层主要负责相邻节点的数据帧的传输，确保正确、高效的传输也是数据链路层要考虑的问题。

网络接口卡

网络接口卡俗称网卡
网络接口卡负责数据链路层协议，利用网卡可以连通设备。

• 主机－交换机(局域网链路层)
• 主机－路由器(局域网链路层)
• 路由器－路由器(广域网链路层)

如图所示，数据链路层负责的就是物理链路的相互接通，而网卡这个硬件是数据链路层的一种体现。

• 网络适配器（网卡)执行数据链路层和物理层的功能。
• 网卡不会负责根据IP地址和MAC地址决定转发路径。路由器根据IP地址决定转发路径。交换机根据MAC地址决定转发路径。

具体功能如下：

1. 将收到的比特流转换成帧。
2. 发送数据时将网络层的分组添加链路层首部和尾部变成帧。
3. 发送数据时形成帧后转换成比特流发送到链路上 。
4. 执行数据链路层协议。
5. 检查收到的帧是否出错

数据链路层提供的服务

• 形成数据帧，链路访问控制
• 将分组加上数据链路层首部和尾部，形成帧。
• 若多个用户共享一段链路，则需要实现多路访问控制，必须使用物理地址。
• 可靠数据传输服务：在误码率高的链路中，需要可靠协议，在误码率低的链路中，不需要可靠协议。
• 流量控制：链路层通过网卡或时钟频率保证收发双方的同步。
• 错误检测：衰减、噪声干扰、串扰、碰撞导致出错。出错后的处理－丢弃、重传、纠错。

数据链路层的两个子层

802委员会将数据链路层分成两个子层：

• 逻辑链路控制 LLC (Logical Link Control)子层
• 媒体接入控制 MAC (Medium Access Control)子层

LLC子层的作用：

• 数据链路层中与介质接入无关的部分都集中在逻辑链路控制LLC子层；
• 建立和释放数据链路层的逻辑连接；
• 提供与高层的接口；
• 差错控制：给帧加上序号和确认，保证可靠传输。
• 注意：目前以太网的商业实现中大多不包括LLC子层。

MAC子层的作用：

• 与接入各种传输介质有关的问题都放在该层。
• 在传输时将要传输的数据组装成帧，帧中包含有地址和差错检测等字段。
• 在接收时，将接收到的帧解包，进行地址识别和差错检测。
• 管理和控制对于局域网传输介质的访问。