【OSI】--数据链路层

数据链路层位于OSI模型的第二层，负责物理层和网络层之间的数据传递。



在OSI模型中，它位于底层的物理层和网络层中间，负责数据传递；

作用：

1，数据流转换：将物理层的比特流转换成数据块（帧Frame）,作为数据传输单位；

2，数据流传递：处理传输差错、调节发送速率和接受匹配；

3，数据流维护：上下两层之间数据通道的建立和维护、释放管理。

功能：

一 ：帧同步功能：数据传输过程中将差错的数据进行重发。

难点：无法用时间隔来确定帧的起始和结尾。

方法：

1.使用字符填充的首位定界符法。

使用特定字符来确定帧的起始和结尾。以BSC规程来界定，在数据字符中添加一个转义控制字符（DLE）来区别。

缺点：操作繁琐，兼容相差；

2.使用比特填充的首尾标志法。

使用比特模式（1001010）来确定帧的起始和结尾。例如HDLC规程。

比特填充容易由硬件来实现，性能优于字符填充方法。

3.违法编码法。

在物理层采用特定的比特编码方法时在数据链路层采用该方法。如曼彻斯特编码方法、局域网IEEE802 。就是将数据比特“1”编码成“高--低”电平对，将“0”编成“低--高”电平对。

优点：不需要任何填充技术；

缺点：只适用于冗余编码。

4.字节计数法。

以一个特殊字符表征一帧的起始，以一个专门字段表明帧内的字节数。接受方通过对特殊字符表征的判断识别帧的起始和结尾，通过专门字段获取内容。如数字数据通信报文协议DDCMP。

优点：不会引起信息混淆。

缺点：Count字段非常脆弱，字符填充上复杂，兼容性不好。

结论：目前，普遍使用的是比特填充法和违法编码法。

二：差错控制功能：

发送方发送数据后，在接收方经过差错编码校验后，会受到接收方的反馈，来判断是否重发。同时在发送方会又一个Timmer计时，当TimmerOut时，发送方会重新发送数据。

差错产生的原因是有两个：物理信道的噪声影响；发送接受频率不同；

差错功能的实现首先需要具有检测能力，就是差错检测。它包括差错控制编码和差错校验。

三：流量控制功能：

首先它不是链路层特有的功能，几乎每一层都有。

作用是控制上下两层的数据发送频率，防止接收方来不及接受数据，导致帧“淹没“现象。

方法：

1.停止等待方案：

发送方发出一帧，等收到接收方信号后再进行下一步操作。

2.滑动窗口机制：

发送方可以发送多个帧，每个发送后没有收到回复的帧都放到一个重发表中，这个重发表有个数值上限，数值超过则等待。同时发送表的数值随着发送和确认而进行数值上的加减。

3.增加缓冲存储空间（限制太多，不推荐）。

四：链路管理功能：

对链路层上下两层之间建立连接、维持、释放的管理。

补充：

差错控制：一种方法或技术，解决数据通信过程中的差错。

差错原因：噪声引起。分为：固定、持续的随机热噪音；短暂的冲击噪音；

差错检测：差错控制编码和差错校验。

将信息位加上一定冗余位，构成一个码子；

检验信息位和冗余位之间的关系；

差错控制编码：自动请求重发ARQ、向前纠错FEC。 检错码和纠错码。

自动请求重发ARQ：接收端检测出有差错后，自动通知发送端进行重新发送。-----检错码

向前纠错FEC：接收端发现错误外，还可以发现具体的错误位置。-------纠错码

衡量编码性能的参数：编码效率R：它是码子中信息位所占的比例；若码子中信息位为K位，编码是外加冗余位为R位，则编码长度为n=k+r位。因此效率R可表示为：

R=K/n =k/(k+r)

编码效率越高，R越大。

协议：

【停等协议】

自动重发请求发ARQ：空闲重发请求（IdleRQ）和连续重发请求（Continuous RQ）

空闲重发请求也称停等法（stop and wait）：

缺点：对信道使用率浪费。

【顺序接收管道协议】

连续重发请求方案就是指顺序接收管道协议。

【选择重传协议】

对顺序接收管道协议的一种改善。

【数据链路控制协议】---【链路通信规程】

1.异步协议

2.同步协议：面向字符同步协议、面向比特的同步协议、面向字节计数的同步协议。

面向字节同步协议：（帧同步）。

面向比特的同步协议：例如： 【高级数据连输控制规程HDLC】，普遍率高。

HDLC中常用的操作方式：

正常响应方式NRM

异步响应方式ARM

异步平衡方式ABM

面向字节计数的同步协议：在信息位中插入特殊字符（控制传输字符）用于区分起始。例如：【BSC协议】

控制传输字符

SOH start of head 序始

STX start of text 文始

ETX end of text 文终

EOT end of transmission 送毕

ENQ enquire 询问

ACK acknowledge 确认

DLE data link eacape 转义

NAK negative acknowle 否认

SYN synchronous 同步字符

ETB end of transmission block 块终或组终

【串行线路IP协议】--（Serial line IP）SLIP协议

一种简单的组帧方式，在串行通信线路上封装IP分组，用以使远程用户通过电话线和MODEM能方面接入TCP/IP网络。

问题：不支持动态IP地址分配；通信双方拥有对方IP；只能支持IP协议；无校验字段；

【点到点协议】--（Point-to-Point）PPP协议

为了解决SLIP的问题而诞生。

功能：成帧、链路控制、网络控制。