資料鏈路層

資料鏈路層屬於計算機網路的底層，處於物理層之上網路層之下。用於將IP層傳下來的IP資料報封裝成幀，進行傳輸。

通道型別

1.點對點通道：這種通道是一對一的點對點通訊方式。

2.廣播通道：這種通道是一對多的廣播通訊方式。

資料流動

如圖為主機1 -> 主機2傳送資料

資料從主機1傳送到主機2，經過3個路由器。主機1和主機2有五層完整的協議棧。但是路由器只有下面三層。資料進入路由器後先從物理層上升到網路層，在轉發表中找到下一跳的地址後，再下到物理層轉發出去。所以，主機1給主機2傳送資料需要經過各個結點的協議棧上下流動多次後才能到達。

點對點通道的資料鏈路層

鏈路：一個結點到相鄰結點的物理線路。(結點可以理解為計算機、路由器等)

資料鏈路：使用通訊協議來控制物理線路的傳輸，也就是把實現協議的軟體硬體加到鏈路上，構成資料鏈路。

幀：資料鏈路層會把網路層的IP資料報封裝成幀傳輸，也可以把接收到的幀中資料抽取出來上傳到網路層。

白話文描述：結點A向結點B傳送資料，結點A把網路層的IP資料報新增首部和尾部封裝成幀，傳送給結點B的資料鏈路層。結點B的資料鏈路層接收到幀，檢測幀是否有差錯，如果沒有差錯就提取出IP資料報上傳給網路層，如果有差錯就丟棄幀。

資料鏈路層的三個基本問題

1.封裝成幀

    幀長=首部+資料部分+尾部

    在IP資料報前後新增首部和尾部，構成一個幀。接收端在收到物理層上交的位元流後，就能根據首部和尾部的標記從收到的位元流中識別幀的開始和結束。

2.透明傳輸

    幀定界控制字元 SOH開始 EOF結束，但是在資料報中也可能會有這樣的定界符，導致接收端在識別過程中出現混淆的情況。針對這樣的情況，在封裝幀的過程中會去對資料報的內容過濾一遍，將資料報部分出現SOH或EOF前加上ESC轉義字元。使得我們在解析幀時不會發生混淆的情況。

3.差錯檢測

    現實的通訊線路中傳輸資料不會是理想狀態，bit在傳輸過程中可能會產生0變1或1變0的情況，這就發生了bit差錯。在一段時間內傳輸的錯bit佔傳輸全部bit的比率成為誤位元速率。為了保證傳輸的可靠性，在計算機網路傳輸資料時，必須採用各種差錯檢測措施，目前採用最廣泛的是迴圈冗餘檢驗。

ppp協議

簡單，把IP資料報封裝成幀，採用轉義字元ESC來解決混淆問題，通一條物理線路上支援多種網路層協議。可以在多種型別的鏈路上執行，如序列、並行、同步、非同步、低速告訴、電或者光等線路上執行。具備差錯檢測機制，自動檢測連結狀態，有最大資料單元，提供機制使通訊的兩個網路層實體能夠通過協商知道或配置彼此的網路層地址，有共同的資料壓縮演算法。

ppp首部4個欄位，尾部兩個欄位。

F A C 協議  資訊部分  FCS  F

F 表示開始或結束欄位，A是地址欄位，C是控制欄位。FCS是幀檢驗序列欄位，用於迴圈冗餘檢驗。

ppp協議除了採用上方的轉義字元位元組填充外，在使用SONET/SDH鏈路時，會採用零位元填充，即遇到五個1就會在後面加0，這樣就避免了F的出現，不會引起解析幀時混淆邊界。

共享通道

共享通道著重考慮的問題是如何時眾多使用者能夠合理而方便的共享通訊媒體資源。

主要有兩種方法：

1.靜態劃分通道：頻分複用，時分複用，波分複用和碼分複用等。

2.動態媒體接入控制，又稱為多點接入，特點是通道並非在使用者通訊時固定分配給使用者。

    隨機接入：所有的使用者隨機發送資訊，恰巧兩個或更多使用者在同時傳送資訊，媒體上會產生碰撞，這些使用者的傳送都失敗。

    受控接入：使用者不能隨機發送資訊而必須服從一定的控制。典型的代表有分散控制的令牌環區域網和集中控制的多點線路探尋或者稱之為輪詢。

介面卡

計算機與外界區域網的連結是通過通訊介面卡進行的。介面卡本來是PC機內插入的一塊網路介面板，我們稱之為網絡卡。介面卡和區域網之間的通訊是通過電纜或者雙絞線以序列傳輸的方式進行的。而介面卡和計算機之間的通訊則是通過計算機主機板上的I/O匯流排以並行的傳輸方式進行的。

介面卡是通過作業系統安裝的驅動程式呼叫的，驅動稱呼會告訴介面卡，應該從什麼位置上把多長的資料塊傳送到區域網，或者應該在儲存器的什麼位置上把區域網傳送過來的資料塊儲存下來。

關於資料鏈路層的協議和概念還有很多更深的東西，在今後的學習中還需要慢慢的拓展深入。