# 数据链路层

概念：在物理层提供比特传输服务的基础上，在通信的实体之间建立数据链路连接。传送以帧为单位的数据，采用差错控制、流量控制方法、使有差错的物理线路变成无差错的数据链路。

# 理解

数据图

解读： 对于下图，我读出 010100111101001011，然后从第 3 位开始读起，读出两字节 01001111 和 01001011，十进制数字对应 79 和 75，字母对应 ASCLL 码表中的 O 和 K，也就是 OK 的意思。

疑问： 你凭什么从第 3 位开始读起，而不是第 1 位呢？第 2 位呢？如果是第 2 位开始读就是 83 和 210。如果是第 3 位开始读就是 167 和 165。

补充： 理由是我喜欢从第 3 位开始读起。是不是很没说服力？😂 那如果大家都随心所欲的读，那结果就完全不同了。所以需要制定大家认同的一个规范，来规定是 从哪读，读到哪，这样一来协议就产生了。从哪读，读到哪 这之间的数据块又称为帧。

TIP

1 字节 = 8 比特

# 高级数据链路控制协议

# 理解

问题： 从哪读，读到哪，也就是如何包装帧。

回答： 当遇到连续 6 个 1 ，即 01111110 标志字段时，就作为开始读取的地方。结尾也需要一个标志字段。该过程也是 封装帧 的过程。这样看起来就像只有头尾的标志字段，夹着中间 透明数据 的帧在传输。

数据图HDLC

疑问： 后半段也有01111110，为什么不从那开始？

数据图HDLC-提问

回答： 发送端不仅需要在数据前后添加标志字段，还需要对数据进行检查。如果有连续 6 个 1 出现，即 01111110，那就在第 7 位插入一个 0。接收端在解析的时候，如果发现连续 5 个 1，即 011111，就需要判断第 7 位是否为 0。如果是 0，则将 0 删除；如果是 1 并且第 8 位是 0，则认为是标志字段。

# 结构

HDLC结构图

标志字段（8bit）：二进制 01111110。
地址字段（8bit）：通信对方的地址。
控制字段（8bit）：用于区分帧的类型（数据帧、监控帧、无编号帧）
信息字段（可变）：数据
帧校验序列（16bit）：校验码。对地址字段、控制字段、信息字段进行 循环冗余校验。

TIP

其他字段不细讲，有兴趣可以自行了解。

# 以太网协议

# 理解

问题： 从哪读，读到哪，也就是如何包装帧。

回答：

在发送数据之前，必须有一个静默期，即电压为 0，维持 96bit。用于区分上一帧和下一帧。
紧接着周期交替二进制 1 和 0，维持 56bit。可以用来同步时钟。
紧接着是二进制 10101011 的标志位。最后 11 就是通知对方，后面都是数据了。

以太帧

补充： 理论上是可以发送无限大的数据（无限长的帧），但是如果万一传输过程中出错，那这一整个巨型帧就没用了，只能等待帧重发。所以规定 46 字节 到 1500 字节 之间是比较合理的。如果数据包实际长度小于 46 字节，那么会给这个数据包后面会自动补充 0，来达到规定的字节数。

# 传输

问题： 主机 A 如何发送信息给主机 C？主机 A 如何发送信息给以太网中所有主机？

回答： 如下图，发送以太网帧，将主机 A 的 物理地址 填入 源地址 中。如果是发送到主机 C，则将主机 C 的 物理地址 填入 目标地址。如果是发送到以太网所有主机，则将广播地址 （十六进制 ff:ff:ff:ff:ff:ff）填入 目标地址。（数据链路层）

Ethernet传输

TIP

物理地址 也叫 MAC 地址。MAC 地址 的长度为 48 bit(6 字节)，通常表示为 12 个十六进制数，如：00-16-EA-AE-3C-40。其中前 6 位十六进制数 00-16-EA 代表网络硬件制造商的编号，它由 IEEE(电气与电子工程师协会)分配，而后 6 位十六进制数 AE-3C-40 代表该制造商所制造的某个网络产品(如网卡)的系列号。只要不更改自己的 MAC 地址，MAC 地址在世界是惟一的。形象地说，MAC 地址就如同身份证上的身份证号码，具有唯一性。