數據鏈路層
| 數據鏈路層 |
數據鏈路層是OSI參考模型中的第二層，介乎於物理層和網絡層之間。數據鏈路層在物理層提供的服務的基礎上向網絡層提供服務，其最基本的服務是將源自物理層來的數據可靠地傳輸到相鄰節點的目標機網絡層。
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簡介
數據鏈路層定義了在單個鏈路上如何傳輸數據。這些協議與被討論的各種介質有關。示例：ATM，FDDI等。數據鏈路層必須具備一系列相應的功能，主要有：如何將數據組合成數據塊，在數據鏈路層中稱這種數據塊為幀，幀是數據鏈路層傳送單位；如何控制幀在物理信道上的傳輸，包括如何處理傳輸差錯，如何調節發送速率以使與接收方相匹配；以及在兩個網絡實體之間提供數據鏈路通路的建立、維持和釋放的管理。物理鏈路（物理線路）：是由傳輸介質與設備組成的。原始的物理傳輸線路是指沒有採用高層差錯控制的基本的物理傳輸介質與設備。數據鏈路（邏輯線路）：在一條物理線路之上，通過一些規程或協議來控制這些數據的傳輸，以保證被傳輸數據的正確性。實現這些規程或協議的硬件和軟件加到物理線路，這樣就構成了數據鏈路，從數據發送點到數據接收點所經過的傳輸途徑。當採用復用技術時，一條物理鏈路上可以有多條數據鏈路。
評價
數據鏈路層的最基本的功能是向該層用戶提供透明的和可靠的數據傳送基本服務。透明性是指該層上傳輸的數據的內容、格式及編碼沒有限制，也沒有必要解釋信息結構的意義；可靠的傳輸使用戶免去對丟失信息、干擾信息及順序不正確等的擔心。在物理層中這些情況都可能發生，在數據鏈路層中必須用糾錯碼來檢錯與糾錯。數據鏈路層是對物理層傳輸原始比特流的功能的加強，將物理層提供的可能出錯的物理連接改造成為邏輯上無差錯的數據鏈路，使之對網絡層表現為一無差錯的線路。控制字符SOH標誌數據幀的起始。實際傳輸中，SOH前還要以兩個或更多個同步字符來確定一幀的起始，有時也允許本幀的頭緊接着上幀的尾，此時兩幀間就不必再加同步字符。count字段共有14位，用以指示幀中數據段中數據的字節數，14位二進制數的最大值為16383，所以數據最大長度為131064。DDCMP協議就是靠這個字節計數來確定幀的終止位置的。DDCMP幀格式中的ACK、SEG、ADDR及FLAG中的第2位CRC1、CRC2分別對標題部分和數據部分進行雙重校驗，強調標題部分單獨校驗的原因是，一旦標題部分中的CONUT字段出錯，即失卻了幀邊界劃分的依據。由於採用字符計數方法來確定幀的終止邊界不會引起數據及其它信息的混淆，因而不必採用任何措施便可實現數據的透明性（即任何數據均可不受限制地傳輸）。（2）使用字符填充的首尾定界符法：該法用一些特定的字符來定界一幀的起始與終止，為了不使數據信息位中出現的與特定字符相同的字符被誤判為幀的首尾定界符，可以在這種數據字符前填充一個轉義控制字（DLE）以示區別，從而達到數據的透明性。但這種方法使用起來比較麻煩，而且所用的特定字符過份依賴於所採用的字符編碼集，兼容性比較差。（3）使用比特填充的首尾標誌法：該法以一組特定的比特模式來標誌一幀的起始與終止。（4）違法編碼法：該法在物理層採用特定的比特編碼方法時採用。例如，一種被稱作曼徹斯特編碼的方法，是將數據比特「1」編碼成「高－低」電平對，而將數據比特「0」編碼成「低－高」電平對。而「高－高」電平對和「低－低」電平對在數據比特中是違法的。可以借用這些違法編碼序列來定界幀的起始與終止。局域網IEEE 802標準中就採用了這種方法。違法編碼法不需要任何填充技術，便能實現數據的透明性，但它只適用於採用冗餘編碼的特殊編碼環境。由於字節計數法中COUNT字段的脆弱性以及字符填充法實現上的複雜性和不兼容性，較普遍使用的幀同步法是比特填充和違法編碼法。[1]