我們都使用互聯網來獲取我們需要的信息，但你有沒有想過，這些信息是如何從地球的一端傳送到另一端的？網絡如何運作？互聯網如何將您與其他計算機和服務器連接起來？那么，當您研究 OSI（開放系統互連）模型時，您可以立即找到所有這些問題的答案。它是一個概念框架，用于教育人們了解網絡系統的功能。它還在一組規則和要求中描述了計算功能。
因此OSI模型可以支持不同產品和軟件之間的互操作性。OSI 模型有不同的層，每個層都被定義為提供一組特定的功能。OSI 層之一稱為數據鏈路層，這就是我們今天要詳細說明的內容。在本文的幫助下，我們將向您展示數據鏈路層的組件、數據鏈路層提供的服務類型、數據鏈路層協議示例等。讓我們開始吧。
什么是數據鏈路層？
OSI 模型和我們的網絡中的數據鏈路層用于提供安全的節點到節點的數據傳輸。它將數據包轉換為從網絡層接收的幀，然后將它們發送到物理層。除此之外，在數據鏈路層的幫助下，信息在通過網絡傳輸之前得到同步。同樣，它還有助于錯誤控制和編碼數據，以便它可以傳遞到物理層。
數據鏈路層的基本工作之一是找到錯誤檢測位并在發現錯誤時糾正錯誤。該層將消息組裝到框架中。之后，系統將等待接收數據傳輸確認。一旦收到確認，網絡就可以可靠地發送數據。
此外，它還用于將原始傳輸設施轉換為沒有任何未檢測到的傳輸錯誤的線路。該行將被發送到網絡層。為此，數據鏈路層將數據分解成小幀。這些幀有幾百到幾千字節。分解后，它將按順序發送幀。如果服務可靠，接收方將通過向發送方發送確認幀來為每個幀提供確認回執。
數據鏈路層提供的服務
下面給出數據鏈路層在網絡工作中所提供的功能和服務。
- 成幀：這些是從網絡層接收到可管理數據單元的比特流。數據鏈路層負責將流分成更小的比特進行傳輸。
- 物理尋址：當幀被發送到物理層時，數據鏈路層將提供幀頭。需要添加標頭，以便物理層能夠知道幀的發送方和接收方。當需要將幀分發到不同的系統或網絡時，這變得非常重要。
- 流量控制：數據鏈路層提供了一種流量控制機制，可以使用緩沖區使快速發送器運行在慢速接收器上。緩沖區將添加一個額外的位來維持流量控制。結果，接收方沒有交通堵塞。
- 錯誤控制：此服務由數據鏈路層通過在幀的最后添加尾部來實現。通過使用這種機制，網絡也避免了幀的重復。
- 訪問控制：當多個設備連接到同一鏈路時使用訪問控制。這種情況將決定哪些設備將控制鏈路。
- 確認無連接服務：使用數據鏈路層使用的停止和等待協議，確認數據包的傳送。在這里，沒有建立任何邏輯連接。因此，發送過來的每個幀都將被單獨確認。除此之外，此模式將允許用戶向其他系統發送或傳輸數據，并同時要求接收方返回數據。
- Acknowledged Connection-Oriented Service：首先在發送方和接收方之間建立連接。之后，數據將通過已建立的連接發送。框架帶有單獨的編號。這樣每一幀只會在另一端收到一次。這也確保接收到的幀按正確的順序排列。
- Unacknowledged Connectionless Service：這提供了無錯誤的數據報式傳遞系統，應該沒有任何問題，甚至沒有流量控制。在這里，發送方的機器將獨立的幀傳輸到接收方的系統，而不要求幀的確認。之所以稱為無連接，是因為一開始就沒有建立連接。這種模式的工作實例是以太網。
數據鏈路層協議示例
數據鏈路層協議的主要用途是確保發送和接收的比特和字節彼此相同。它們是一組用于實現數據鏈路層的規范。數據鏈路層位于物理層之上。廣域網 (WAN) 需要大量的數據鏈路協議。但是，為了方便起見，我們在下面給出了一些最常用的數據鏈路層協議。
同步數據鏈路協議 (SDLC)
它是一種通信協議，還支持多點鏈接和錯誤恢復。SDLC 的主要用途是承載系統網絡架構的流量。此外，它還是 HDLC 的前身。在 Internet 的最初幾天，此協議用于將所有遠程設備連接到位于中心位置的大型計算機。連接的建立方式類似于點對點或點對多點，具體取決于要求。
高級數據鏈路協議 (HDLC)
近年來，HDLC 變得更像是一把保護傘，您可以在它下面找到許多潛伏的廣域協議。該協議也用于 x.25 網絡，由 ISO 于 1979 年開發。它松散地基于 SDLC，提供可靠和盡力而為的不可靠服務。HDLC 是一種面向比特的協議，適用于點對點和多點通信。
串行線路接口協議 (SLIP)
這個更像是一種舊的網絡協議，它被用來在 IP 數據包的末尾添加成幀字節。它更像是一種數據鏈路控制設施，對于在 Internet 服務提供商 (ISP) 之間傳輸 IP 數據包至關重要。如果我們換個角度來看，它就變成了一個TCP/IP的封裝，旨在與串口和其他幾個路由器連接進行通信。
點對點協議 (PPP)
它用于為 SLIP 提供附加功能。此外，PPP 還被認為是用于傳輸所有類型的數據包和 IP 數據包的最強大的協議。某些撥號 Internet 連接也需要它。除此之外，它還提供了一種描述幀的成幀方法。同樣，它是一種面向字符的協議，可用于查找幀中的錯誤。最后，它可以用來為網絡提供兩種協議，NCP 和 LCP。
鏈路控制協議 (LCP)
LCP 由 IEEE 802.2 創建，在早期，它被用作 LAN 中的 HDLC 服務。LCP 很像 PPP，用于建立、配置、測試、維護以及在傳輸數據幀時結束或終止鏈路。
網絡控制協議 (NCP)
ARPANET 是提出 NCP 的網絡。它使用戶可以從遠程位置訪問計算機和其他一些設備。此外，它還可用于通過網絡在兩臺或多臺計算機之間傳輸文件。它是一種始終可用的協議，以及 PPP 可以支持的所有其他高層協議。不幸的是，NCP 在 1980 年代被 TCP/IP 取代。
鏈接訪問程序 (LAP)
它是負責在點對點鏈路上構建和傳輸數據的一種協議。除此之外，您還可以獲得一些可靠的服務功能。存在三種類型的 LAP 協議。LAP Balanced、LAP D-channel 和 LAP Frame-mode 承載服務。LAP 是從 IBM SDLC 創建的，IBM 正在提交標準化。
數據鏈路層及其在錯誤檢測中的應用
存在三種不同類型的錯誤，數據鏈路層使用各種錯誤控制技術。確保幀或數據流從源傳輸到目的地沒有任何問題或錯誤。
- 單比特錯誤：在這種情況下，只有一位被破壞，這意味著它已從其原始狀態從 0 變為 1，反之亦然。
- 多位錯誤：這里，幀中不止一位被損壞。
- 突發錯誤：對于突發錯誤，一個以上的連續位處于損壞形式。
數據鏈路層控制錯誤
有兩種處理錯誤的方法。首先是錯誤檢測，數據鏈路層檢查錯誤是否發生。在錯誤檢測中，錯誤位數及其類型無關緊要。然后是糾錯，需要知道被破壞的比特的確切數量以及它們在數據流中的位置。對于這兩個過程，發送方需要連同數據位一起發送一些額外的位。一旦發送了額外的比特，接收方將根據額外的冗余比特執行必要的檢查。如果接收方發現幀中沒有錯誤，它將刪除冗余位并將消息傳輸到上層。
查找錯誤位位置的方法
- 向后糾錯：如果接收方在傳入幀中遇到錯誤，它將請求發送方重新發送前一幀。做起來非常簡單，但從一開始就非常高效，不需要額外成本。另一方面，數據的重傳對于應用的要求比較低。
- 前向糾錯：如果接收方在傳入幀中發現一些錯誤，它將開始執行生成實際幀的糾錯代碼。這將節省大量用于傳輸的帶寬。當錯誤很小時，它總是會發生。但如果錯誤太多，則必須重新傳輸幀。
數據鏈路層的問題
數據鏈路層有很多需要解決的問題。其中一些是。使用數據鏈路層，發送方不會淹沒慢速接收方。這意味著發送方正在以非常高的速度發送幀。另一方面，慢速接收器可能無法正確處理它。即使傳輸沒有錯誤，這也會導致幀丟失。此外，數據鏈路層還負責數據傳輸的無差錯鏈路。但是當發生這種情況時，它需要處理傳輸錯誤，重傳丟失的幀，并在廣播時找到一種方法來控制共享頻道的訪問。
結論
所以這就是關于數據鏈路層的各種組件、數據鏈路層提供的服務類型以及數據鏈路層協議示例的全部內容。希望現在您對數據鏈路層及其用法有了更好的了解。
