链路层基本功能

发布网友发布时间：2024-09-26 17:08

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热心网友时间：2024-11-08 14:39

数据链路层的首要功能是提供用户透明和可靠的数据传输服务。透明性指的是所传输数据的内容、格式及编码不受*，无需解释信息结构的含义。可靠传输确保用户不需担心数据丢失、干扰或顺序错误。在物理层中可能发生的这些问题，在数据链路层通过纠错码实现纠错。数据链路层强化物理层原始比特流传输功能，将可能出错的物理连接转化为逻辑上无差错的数据链路，确保对网络层无差错线路。

帧同步功能旨在在发生差错后仅重发错误数据。数据链路层将比特流组合为以帧为单位传输，每个帧包含校验码，用于接收方发现传输差错。帧结构设计需使接收方能够识别物理层传输的比特流中的帧起始与终止，这是帧同步解决的问题。网络传输中难以保证计时正确，故不可依赖时间间隔确定帧边界的起始与终止。

字节计数法是一种以特殊字符表示帧起始并用专门字段标明帧内字节数的帧同步方法。接收方通过识别特殊字符并从专门字段中获取数据字节数，确定帧终止位置。DDCMP协议采用此方法，其帧格式包含控制字符SOH标志数据帧起始，count字段指示数据段字节数，强调标题部分校验的原因是防止帧边界划分依据出错。采用字符计数可确保数据传输透明。

使用字符填充的首尾定界符法用特定字符定界帧起始与终止，为避免数据信息位中出现相同字符被误判，采用转义控制字符DLE区分。这种方法实现数据透明性，但使用较复杂，特定字符依赖于字符编码集，兼容性差。

使用比特填充的首尾标志法采用特定比特模式（如01111110）定界帧，采用比特填充避免信息位中与特定模式相似比特串被误判。HDLC规程采用此法，硬件实现性能优于字符填充。违法编码法在物理层采用特定编码，如曼彻斯特编码，利用违法编码序列定界帧，适用于冗余编码环境。

差错控制功能要求通信系统具备检测和纠正差错的能力，数据链路层通过差错编码（奇偶校验、CRC等）检测传输错误，采用反馈重发纠正。计时器限定接收方反馈时间，若超时则认为帧出错或丢失，需重新发送。帧编号方法用于区分新帧与重发帧，确保正确递交给网络层。

流量控制并非数据链路层专有功能，高层协议也提供流量控制。数据链路层控制相邻节点间的数据链路流量，运输层控制源到最终目的的端流量。差异设备速率和缓冲空间可能导致发送能力超过接收能力，流量控制*发送速率，避免帧丢失。反馈机制通知发送方接收方接收能力，控制发送速率。

链路管理功能用于面向连接服务。通信前需确认节点就绪状态，交换初始化信息建立连接，传输过程中维持连接，出现差错重新初始化，自动建立连接。传输完毕释放连接，称为链路管理。在共享物理信道的多站点场景下，如何分配和管理信道也属于数据链路层管理范畴。