封装成帧

数据链路基础知识

:::danger 数据链路层的三大问题:
1.封装成帧 2.差错控制 3.可靠传输
数据链路层是OSI参考模型第二层，上层是网络层。
1、数据链路层主要目的：将原始的、有差错的物理线路变成无差错的数据链路。
2、数据链路层主要功能：
⑴.链路管理è数据链路的建立、维护、释放；
⑵.帧同步è接收方应从收到的比特流中正确地判断出一帧的开始与结束位；
⑶.流量控制è控制发送方的数据发送速度，使得接收方来得及接收，以致网络不发生拥塞；
⑷.差错控制è发现传输中出现的错误；
⑸.透明传输è采取适当措施，使接收方不至于把数据误认为是控制信息；
⑹.寻址è收发双方应知道对方是谁；
3、数据链路层的简单模型：

4、数据链路层使用的信道主要有以下两种类型：
①.点对点信道è这种信道使用一对一的点对点通信方式。
②.广播信道è这种信道使用一对多的广播通信方式，过程比较复杂。广播信道上连接的主机很多，必须使用专用的共享信道协议来协调这些主机的数据发送。
5、基本概念：链路和数据链路
⑴、链路：是一个结点到相邻结点的一段物理线路段，中间没有任何其他的交换结点。
注意：一条链路只是一条通路的一个组成部分；
⑵、数据链路：除了物理线路外，还必须有通信协议来控制这些数据的传输。若
把实现这些协议的硬件和软件加到链路上，就构成了数据链路；
即：数据链路 = 链路 + 控制数据传输的通信协议。
①.现在最常用的方法是使用适配器（即网卡）来实现这些协议的硬件和软件
②.一般的适配器都包括了数据链路层和物理层这两层的功能。
6、数据链路层协议传输的数据单位： 数据帧（ 简称“帧” ）；
注意：物理层传输的数据单元是“比特”、网络层传输的数据单元是“IP数据报” （简称：数据报、分组、包）；
7、实现数据链路层协议的最常用设备：网络适配器（即：网卡 或 网络接口卡）；

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点对点信道数据链路层通信主要步骤

:::danger ⑴、发送方A数据链路层将网络层交下来的IP数据报添加首部和尾部封装成帧；
⑵、发送方A将封装好的帧发送给结点B的数据链路层；
⑶、接收方B收到的帧无错，则从帧中提取出IP数据报转交给网络层；若有错，则丢弃该帧（如下图所示）。

3.1.3、三个基本问题：封装成帧、透明传输、差错检测
1、封装成帧è在一段数据的前后分别添加首部和尾部，就构成了一个帧
⑴、帧的首部和尾部一个重要作用是进行帧定界；
⑵、帧首和帧尾还包括许多必要的控制信息；
⑶、为提高帧传输效率，应使帧的数据部分尽可能大；
⑷、每一种链路层协议都规定了数据部分长度上限èMTU；
帧长 = 帧首部长 + 数据部分长 + 帧尾部长

【例题3.1】当数据仅由可打印的ASCⅡ码组成的文本文件时，帧定界可以使用特殊的帧定界符。
SOH：表示控制字符名称，ASCⅡ码为00000001，不是‘S’、‘O’、‘H’。
EOT：也是控制字符名称，ASCⅡ码为00000100，不是‘E’、‘O’、‘T’。
2、透明传输：当数据部分是非ASCⅡ文件时，若数据某字节恰好是SOH或EOT这种控制字符时，数据链路层就会错误地处理帧，这就是“不透明传输”，显然：如果数据部分某字节是SOH或EOT字符时也能正确传输，我们称之为透明传输。
实现透明传输的方法：插入转义字符ESC（00011011）：
⑴、若数据部分出现EOT或SOH时，就在这个EOT和SOH前插入ESC；接收方在送交网络层之前将这个ESC删除。
⑵、用ESC ESC表示ESC。
上述方法称之为“字节填充”或“字符填充”
3、差错检测
⑴、差错产生的原因和差错类型：
当数据从信源出发经过通信信道时，由于通信信道存在着噪声，因此数据信号通过通信信道到达信宿时，接收到的信号必然是数据信号与信号电平的叠加。
接收方对叠加后的信号进行判断，以确定0、1值。如果判断错误，则会产生数据传输错误。
噪声分两类：热噪声、冲击噪声：
①.热噪声是由传输介质导体的分子热运动产生的。时刻存在，由它引起的噪声是随机的，引起的差错是随机差错；
②.冲击噪声引起突发错。
误码率：二进制比特在数据传输系统中被传错的概率。传输错误的比特数/总比特数 ::: | SOH（帧开始符） | 帧中数据部分 | EOT（帧结束符） | | —- | —- | —- |