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数据链路层的三个基本功能是什么

数据链路层的三个基本功能是:1.封装成帧;2.透明传输;3.差错控制。其中,封装成帧就是在一段数据前后分别加入首部和尾部,构成了一个帧。接收端在收到物理层上交的比特流后。

一、数据链路层的三个基本功能

1.封装成帧

封装成帧就是在一段数据前后分别加入首部和尾部,构成了一个帧。

接收端在收到物理层上交的比特流后。能依据首部跟尾部的标记。从收到的比特流识别帧的開始和结束。

此外,首部跟尾部还包含很多必要的控制信息。

在发送帧时,是从帧首部開始发送。各种数据链路层协议都要对帧首尾部格式有明白的规定。每一种协议都限定了帧的数据部分长度上限—–最大传输单元MTU。

2.透明传输

这里所说的”透明传输”是指可以让无论是哪种比特组合的数据,都可以在数据链路上进行有效传输。这就需要在所传数据中的比特组合恰巧与某一个控制信息完全一样时,能采取相应的技术措施,使接收方不会将这样的数据误认为是某种控制信息。只有这样,才能保证数据链路层的传输是透明的。

解决透明传输的方法:

发送端的数据链路层在数据中出现控制字符“SOH”或“EOT”的前面插入一个转义字符“ESC”(其十六进制编码是 1B)。

字节填充或字符填充——接收端的数据链路层在将数据送往网络层之前删除插入的转义字符。

假设转义字符也出现数据其中。那么应在转义字符前面插入一个转义字符。当接收端收到连续的两个转义字符时。就删除其中前面的一个。

3.差错控制

在传输过程中可能会产生比特差错:1 可能会变成 0 而 0 也可能变成 1。

为了保证数据传输的可靠性,在计算机网络数据传输时。必须採用各种差错检測措施。

在数字或数据通信系统中,通常利用抗干扰编码进行差错控制。一般分为4类:前向纠错(FEC)、反馈检测(ARQ)、混合纠错(HEC)和信息反馈(IRQ)。

FEC方式是在信息码序列中,以特定结构加入足够的冗余位–称为”监督元”(或”校验元”)。接收端解码器可以按照双方约定的这种特定的监督规则,自动识别出少量差错,并能予以纠正。FEC非常适合于实时的高速数据传输的情况。

在非实时数据传输中,常用ARQ差错控制方式。解码器对接收码组逐一按编码规则检测其错误。如果无误,向发送端反馈”确认”ACK信息;如果有错,则反馈回ANK信息,以表示请求发送端重复发送刚刚发送过的这一信息。ARQ方式的优点在于编码冗余位较少,可以有较强的检错能力,同时编解码简单。由于检错与信道特征关系不大,在非实时通信中具有普遍应用价值。

HEC方式是上述两种方式的有机结合,即在纠错能力内,实行自动纠错;而当超出纠错能力的错误位数时,可以通过检测而发现错码,不论错码多少都可以利用ARQ方式进行纠错。

IRQ方式是一种全回执式最简单差错控制方式。在该检错方式中,接收端将收到的信码原样转发回发送端,并与原发送信码相比较,若发现错误,则发送端再进行重发。只适于低速非实时数据通信,是一种较原始的做法。

延伸阅读:

链路层向网络层提供的服务

数据链路层的设计目标就是为网络层提供各种需要的服务。实际的服务随系统的不同而不同,但是一般情况下,数据链路层会向网络层提供以下三种类型的服务:

1. 无确认的无连接服务

“无确认的无连接服务”是指源计算机向目标计算机发送独立的帧,目标计算机并不对这些帧进行确认。这种服务,事先无需建立逻辑连接,事后也不用解释逻辑连接。正因如此,如果由于线路上的原因造成某一帧的数据丢失,则数据链路层并不会检测到这样的丢失帧,也不会恢复这些帧。出现这种情况的后果是可想而知的,当然在错误率很低,或者对数据的完整性要求不高的情况下(如话音数据),这样的服务还是非常有用的,因为这样简单的错误可以交给OSI上面的各层来恢复。如大多数局域网在数据链路层所采用的服务也是无确认的无连接服务。

2. 有确认的无连接服务

为了解决以上“无确认的无连接服务”的不足,提高数据传输的可靠性,引入了“有确认的无连接服务”。在这种连接服务中,源主机数据链路层必须对每个发送的数据帧进行编号,目的主机数据链路层也必须对每个接收的数据帧进行确认。如果源主机数据链路层在规定的时间内未接收到所发送的数据帧的确认,那么它需要重发该帧。 这样发送方知道每一帧是否正确地到达对方。这类服务主要用于不可靠信道,如无线通信系统。它与下面将要介绍的“有确认的面向连接服务”的不同之处在于它不需要在帧传输之前建立数据链路,也不要在在帧传输结束后释放数据链路。

3. 有确认的面向连接服务

大多数数据链路层都采用向网络层提供面向连接确认服务。利用这种服务,源计算机和目标计算机在传输数据之前需要先建立一个连接,该连接上发送的每一帧也都被编号,数据链路层保证每一帧都会被接收到。而且它还保证每一帧只被按正常顺序接收一次。这也正是面向连接服务与前面介绍的“有确认无连接服务”的区别,在无连接有确认的服务中,在没有检测到确认时,系统会认为对方没收到,于是会重发数据,而由于是无连接的,所以这样的数据可能会复发多次,对方也可能接收多次,造成数据错误。这种服务类型存在3个阶段,即:数据链路建立、数据传输、数据链路释放阶段。每个被传输的帧都被编号,以确保帧传输的内容与顺序的正确性。大多数广域网的通信子网的数据链路层采用面向连接确认服务。

以上就是关于数据链路层的内容希望对大家有帮助。

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