数据链路层功能概述----上
目录
一.数据链路层功能概述
1.基本概念
2.数据链路层功能概述
功能一：为网络层提供服务：
功能二：链路管理，
功能三：组帧
功能四：流量控制
功能五：差错控制
3.透明传输
1.字符计数法：
2.字符填充法（一个字节来分别表示开头和结尾）
3. 零比特填充法
4.违规编码法
4.差错控制
1）差错从何而来？
2）造成差错的类型
3）链路层主要错误：比特错
补充：
冗余编码
奇偶校验码：
CRC循环冗余码
一.数据链路层功能概述
1.基本概念
节点：主机，路由器
链路：网络中两个节点之间的物理通道，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。
数据链路：网络中两个节点之间的逻辑通道，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了数据链路
帧：链路层的协议数据单元，封装网络层数据报。
数据链路层主要负责通过一条链路从一个节点向另一个物理链路直接相连的相邻节点传送数据报
2.数据链路层功能概述
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，其最基本的服务式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称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
功能一：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。
功能二：链路管理，
即连接的建立，维持，释放
功能三：组帧
1.封装成帧
封装成帧就是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，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。
首部和尾部包含许多控制信息，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
功能四：流量控制
功能五：差错控制
3.透明传输
透明传输是指不管所传数据是什么样的比特结合，都应当能够在链路上传送。因此，链路层就“看不见”具体传输的数据，只传输而已（就跟快递小哥差不多）。
当所传输数据中的比特组合恰巧与某一个控制信息完全一样时，就必须采取适当的措施，使接收方不会将这样的数据认为是某种控制信息，这样才能保证数据链路层的传输时透明的。
采取的措施：
1.字符计数法：
帧首部使用一个计数字段（第一个字段，8位）来表示帧内的字符数
痛点：鸡蛋装在一个篮子里了
只要一个数据丢失，所有数据都乱了
2.字符填充法（一个字节来分别表示开头和结尾）
比特组合（00000001和00000100）不是固定的，根据不同的协议而不同
适用场景：
1）.当传送的帧是文本文件组成时（文本文件的字符都是从键盘上输入的，都是ASCII码）
不管从键盘上输入什么字符都可以放在帧里传过去，即透明传输。
2）.当传送的帧是由非ASCII码的文本文件组成时（二进制代码的程序或图像等）。
就要采用字符填充方法实现透明传输（如java文件）
3. 零比特填充法
首部和尾部相同
4.违规编码法
用编码中不会出现的编码法来表示开始和结束
由于字节计数法中Count字段的脆弱性（其值若有差错将导致灾难性后果）及字符填充实现上的复杂性和不兼容性，目前比较普遍使用的帧同步法是比特填充和违规编码法
4.差错控制
1）差错从何而来？
传输中的差错都是由于噪声引起的
全局性：
1.由于线路本身电气特性所产生的随机噪声（热噪声），是信道固有的，随机存在的
解决：提高信噪比来减少或避免干扰（对传感器下手）
局部性：
2.外界特定的短暂原因所造成的冲击噪声，是产生差错的主要原因。
解决：利用编码技术解决
2）造成差错的类型
1.位错
比特位出错，1变成0，0变成1
2.帧错
正常：[#1]-[#2]-[#3]
丢失：收到[#1]-[#3]
重复：[#1]-[#2]-[#2]-[#3]
失序：[#1]-[#3]-[#2]
3）链路层主要错误：比特错
解决：
1.检错编码：奇偶校验码，循环冗余码（发现编码错误）
2.纠错编码：海明码（发现后能够纠错）
数据链路层编码和物理层的数据编码与调制不同。
物理层编码针对的是单个比特，解决传输过程中比特的同步问题，如曼彻斯特编码。
而数据链路层的编码针对的是一组比特，它通过冗余码的技术实现一组二进制比特串在传输过程是否出现了差错
补充：
冗余编码
奇偶校验码：
只能检查出奇数个比特错误，检错能力为50%
CRC循环冗余码
发送端：
接收端：
海明码：发现双比特错，纠正单比特错
工作原理：动一发而牵全身：只要一个数据发生差错，就会被很多校验码发现
工作流程：
1.确定校验码位数r
2^r >= k+r+1
r为冗余信息位，k为信息位
2.确定校验码和数据的位置
3. 求出校验码的值
4.检错并纠错
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