数据链路层的功能¶

数据链路层的主要任务是让帧在一条链路上或一个网络中正确传输。它向上为网络层提供逻辑通信，向下使用物理层提供的比特流服务。

从功能上看，数据链路层需要解决的核心问题可以概括为：

• 封装成帧：把网络层分组装入帧，并加上帧首/帧尾

• 透明传输：接收方能从帧中正确恢复原始数据，网络层"感觉不到"组帧过程

• 差错控制：发现并处理传输中的错误

• 封装成帧

数据链路层使用的信道¶

数据链路层使用的信道主要有以下两种：

• 点对点信道：两个结点之间有专属传输介质，通信双方独占链路，通常不需要介质访问控制

• 广播信道：多个结点共享同一传输介质，逻辑上多为总线型拓扑，需要协调"谁先发送"，即介质访问控制

点对点信道的基本概念¶

• 物理链路（链路）：由物理介质及连接两结点的通信设备组成，是实际存在的传输线路

• 逻辑链路（数据链路）：在物理链路之上，加上数据链路层协议后形成的、逻辑上无差错的传输通道

• 帧（Frame）：数据链路层的传输单位。网络层分组（如 IP 数据报）加上帧首、帧尾后构成一帧

链路管理¶

链路管理主要针对点对点信道中数据链路的建立、维持与释放（面向连接的数据链路层协议，如 HDLC）。

• 建立链路：通信前先协商链路参数、同步双方状态

• 维持链路：通信过程中保持连接可用，必要时进行链路状态检测

• 释放链路：通信结束后有序断开，释放相关资源

封装成帧与透明传输¶

组帧

封装成帧¶

把网络层递交下来的分组，加上帧首（Header）和帧尾（Trailer），构成数据链路层可独立传输的帧。

• 帧定界：让接收方能够确定一帧从哪里开始、到哪里结束（定界符、字符计数、字节填充等，见组帧笔记）

透明传输¶

无论上层数据中出现什么比特模式（包括与定界符相同的比特串），接收方链路层都能正确识别帧边界并完整恢复原始 SDU，使网络层"感受不到"组帧过程。

流量控制¶

流量控制（Flow Control）用于协调相邻结点之间的发送速率，防止发送方发得太快、接收方来不及处理而导致帧丢失。

• 作用范围：相邻结点之间（一跳），不是端到端

• 典型手段：滑动窗口等（详见 流量控制与可靠传输机制）

差错控制¶

差错控制

408 中需要区分两类"错"：

位错（Bit Error）¶

指单个帧内部某些比特因噪声等原因发生翻转。

• 方案一（检错重传）：接收方发现比特错后丢弃帧，通知发送方重传——只需检错编码（如 CRC）

• 方案二（纠错）：接收方直接纠正比特错误——需要纠错编码（如海明码，了解即可）

帧错（Frame Error）¶

指帧级别的传输异常，包括：

• 帧丢失：发送 ①②③④，收到 ①②④

• 帧重复：发送 ①②③④，收到 ①②③③④

• 帧失序：发送 ①②③④，收到 ①③②④

处理帧错需要可靠传输机制（确认、重传、序号等），详见 流量控制与可靠传输机制。