計算機網路 3 資料鏈路層

計算機網路：資料鏈路層

1樓：智帆遠航數碼

網際網絡是指很多異構的網路由路由器聯絡起來的乙個大網路。在研究這個大網路之前，我們要庖丁解牛，先研究其區域性和單元。最小的網路單元就是區域網，區域網是乙個單位所擁有，且地理範圍和站點數量都很有限。

區域網內的計算機通訊不需要路由器，所以首扮不會用到網路層的協議，而是依賴資料鏈路層。

上圖說明了資料鏈路層在整個網際網絡體系中的位置。資料鏈路層的通道分為兩種：

在點到點通道的資料鏈路層協議上，可以採用簡化的三層模型。無論是主機和主機，主機和路由器，或者兩個路由器之間，我們都可以看成結點和結點之間的通訊。

資料鏈路層不必考慮物理層是如何實現位元傳輸的細節，我們甚至可以簡單設想，節點a沿著資料鏈路層的水平方向把幀輸出給結點b。

資料鏈路層的協議有多個，但有三個共性問題。

從上圖可以得出以下結論：

利用轉義字者核灶符（esc，十六進位編碼0x1b）來解決幀的資料部分包含控制字元的問題。

通道往往不是理想的，所以通訊會帶來誤差。常用誤位元速率來衡量傳輸誤差。誤位元速率ber（bit error rate）等於錯誤的位元氏寬佔全部位元的百分比。

那麼我們怎麼知道所接受到的幀有沒有錯誤位元呢？這就需要校驗機制，目前資料鏈路層廣泛採用迴圈冗餘校驗crc（(cyclic redundancy check）。其原理是在幀的資料部分後面加上冗餘碼（fcs），接受方利用冗餘碼校驗資料部分。

具體細節請參考《計算機網路》。

綜上，封裝成幀和透明傳輸保證收到完整的幀，差錯檢驗保證收到正確的幀。這三種機制能保證幀的無差錯傳輸，但不能保證可靠傳輸（傳送什麼就接收到什麼）。造成不可靠傳輸的原因有兩類：

1. 幀中的位元錯誤

2. 幀重複，幀丟失，幀失序

資料鏈路層的幀的三種機制只能消除第一種錯誤，至於第二種則需要確認和重傳機制。在早期網際網絡中，資料鏈路層曾經保證可靠傳輸，但隨著光纖技術的發展，誤位元速率大大下降，資料鏈路層就採用了簡單的不可靠傳輸協議，把可靠運輸的實現放在了運輸層中。實踐證明，這樣可以提高通訊效率。

最後，我們可以看到，計算機網路本質是通訊問題，裡面包含了很多通訊元素：完整，誤差，校驗，重複，丟失，失序，可靠傳輸等。