我們都使用互聯(lián)網(wǎng)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(wǎng)絡如何運作？互聯(lián)網(wǎng)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(tǒng)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(wǎng)絡系統(tǒng)的功能。它還在一組規(guī)則和要求中描述了計算功能。
因此OSI模型可以支持不同產(chǎn)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(shù)據(jù)鏈路層，這就是我們今天要詳細說明的內(nèi)容。在本文的幫助下，我們將向您展示數(shù)據(jù)鏈路層的組件、數(shù)據(jù)鏈路層提供的服務類型、數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議示例等。讓我們開始吧。
什么是數(shù)據(jù)鏈路層？
OSI 模型和我們的網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)鏈路層用于提供安全的節(jié)點到節(jié)點的數(shù)據(jù)傳輸。它將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換為從網(wǎng)絡層接收的幀，然后將它們發(fā)送到物理層。除此之外，在數(shù)據(jù)鏈路層的幫助下，信息在通過網(wǎng)絡傳輸之前得到同步。同樣，它還有助于錯誤控制和編碼數(shù)據(jù)，以便它可以傳遞到物理層。
數(shù)據(jù)鏈路層的基本工作之一是找到錯誤檢測位并在發(fā)現(xiàn)錯誤時糾正錯誤。該層將消息組裝到框架中。之后，系統(tǒng)將等待接收數(shù)據(jù)傳輸確認。一旦收到確認，網(wǎng)絡就可以可靠地發(fā)送數(shù)據(jù)。
此外，它還用于將原始傳輸設施轉(zhuǎn)換為沒有任何未檢測到的傳輸錯誤的線路。該行將被發(fā)送到網(wǎng)絡層。為此，數(shù)據(jù)鏈路層將數(shù)據(jù)分解成小幀。這些幀有幾百到幾千字節(jié)。分解后，它將按順序發(fā)送幀。如果服務可靠，接收方將通過向發(fā)送方發(fā)送確認幀來為每個幀提供確認回執(zhí)。
數(shù)據(jù)鏈路層提供的服務
下面給出數(shù)據(jù)鏈路層在網(wǎng)絡工作中所提供的功能和服務。
- 成幀：這些是從網(wǎng)絡層接收到可管理數(shù)據(jù)單元的比特流。數(shù)據(jù)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(fā)送到物理層時，數(shù)據(jù)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(fā)送方和接收方。當需要將幀分發(fā)到不同的系統(tǒng)或網(wǎng)絡時，這變得非常重要。
- 流量控制：數(shù)據(jù)鏈路層提供了一種流量控制機制，可以使用緩沖區(qū)使快速發(fā)送器運行在慢速接收器上。緩沖區(qū)將添加一個額外的位來維持流量控制。結(jié)果，接收方?jīng)]有交通堵塞。
- 錯誤控制：此服務由數(shù)據(jù)鏈路層通過在幀的最后添加尾部來實現(xiàn)。通過使用這種機制，網(wǎng)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(shù)據(jù)鏈路層使用的停止和等待協(xié)議，確認數(shù)據(jù)包的傳送。在這里，沒有建立任何邏輯連接。因此，發(fā)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(tǒng)發(fā)送或傳輸數(shù)據(jù)，并同時要求接收方返回數(shù)據(jù)。
- Acknowledged Connection-Oriented Service：首先在發(fā)送方和接收方之間建立連接。之后，數(shù)據(jù)將通過已建立的連接發(fā)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(shù)據(jù)報式傳遞系統(tǒng)，應該沒有任何問題，甚至沒有流量控制。在這里，發(fā)送方的機器將獨立的幀傳輸?shù)浇邮辗降南到y(tǒng)，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(wǎng)。
數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議示例
數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的主要用途是確保發(fā)送和接收的比特和字節(jié)彼此相同。它們是一組用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層的規(guī)范。數(shù)據(jù)鏈路層位于物理層之上。廣域網(wǎng) (WAN) 需要大量的數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議。但是，為了方便起見，我們在下面給出了一些最常用的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議。
同步數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議 (SDLC)
它是一種通信協(xié)議，還支持多點鏈接和錯誤恢復。SDLC 的主要用途是承載系統(tǒng)網(wǎng)絡架構(gòu)的流量。此外，它還是 HDLC 的前身。在 Internet 的最初幾天，此協(xié)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(shù)據(jù)鏈路協(xié)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(xié)議。該協(xié)議也用于 x.25 網(wǎng)絡，由 ISO 于 1979 年開發(fā)。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(xié)議，適用于點對點和多點通信。
串行線路接口協(xié)議 (SLIP)
這個更像是一種舊的網(wǎng)絡協(xié)議，它被用來在 IP 數(shù)據(jù)包的末尾添加成幀字節(jié)。它更像是一種數(shù)據(jù)鏈路控制設施，對于在 Internet 服務提供商 (ISP) 之間傳輸 IP 數(shù)據(jù)包至關(guān)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(xié)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(shù)據(jù)包和 IP 數(shù)據(jù)包的最強大的協(xié)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(xié)議，可用于查找?guī)械腻e誤。最后，它可以用來為網(wǎng)絡提供兩種協(xié)議，NCP 和 LCP。
鏈路控制協(xié)議 (LCP)
LCP 由 IEEE 802.2 創(chuàng)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(shù)據(jù)幀時結(jié)束或終止鏈路。
網(wǎng)絡控制協(xié)議 (NCP)
ARPANET 是提出 NCP 的網(wǎng)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(wǎng)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(xié)議，以及 PPP 可以支持的所有其他高層協(xié)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(gòu)建和傳輸數(shù)據(jù)的一種協(xié)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(xié)議。LAP Balanced、LAP D-channel 和 LAP Frame-mode 承載服務。LAP 是從 IBM SDLC 創(chuàng)建的，IBM 正在提交標準化。
數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)鏈路層使用各種錯誤控制技術(shù)。確保幀或數(shù)據(jù)流從源傳輸?shù)侥康牡貨]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(tài)從 0 變?yōu)?1，反之亦然。
- 多位錯誤：這里，幀中不止一位被損壞。
- 突發(fā)錯誤：對于突發(fā)錯誤，一個以上的連續(xù)位處于損壞形式。
數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)鏈路層檢查錯誤是否發(fā)生。在錯誤檢測中，錯誤位數(shù)及其類型無關(guān)緊要。然后是糾錯，需要知道被破壞的比特的確切數(shù)量以及它們在數(shù)據(jù)流中的位置。對于這兩個過程，發(fā)送方需要連同數(shù)據(jù)位一起發(fā)送一些額外的位。一旦發(fā)送了額外的比特，接收方將根據(jù)額外的冗余比特執(zhí)行必要的檢查。如果接收方發(fā)現(xiàn)幀中沒有錯誤，它將刪除冗余位并將消息傳輸?shù)缴蠈印?/p>
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(fā)送方重新發(fā)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(shù)據(jù)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(fā)現(xiàn)一些錯誤，它將開始執(zhí)行生成實際幀的糾錯代碼。這將節(jié)省大量用于傳輸?shù)膸挕．斿e誤很小時，它總是會發(fā)生。但如果錯誤太多，則必須重新傳輸幀。
數(shù)據(jù)鏈路層的問題
數(shù)據(jù)鏈路層有很多需要解決的問題。其中一些是。使用數(shù)據(jù)鏈路層，發(fā)送方不會淹沒慢速接收方。這意味著發(fā)送方正在以非常高的速度發(fā)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(shù)據(jù)鏈路層還負責數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o差錯鏈路。但是當發(fā)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(jié)論
所以這就是關(guān)于數(shù)據(jù)鏈路層的各種組件、數(shù)據(jù)鏈路層提供的服務類型以及數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議示例的全部內(nèi)容。希望現(xiàn)在您對數(shù)據(jù)鏈路層及其用法有了更好的了解。
