数据链路层概述

　　数据链路层为计算机网络七层模型中的第二层，同物理层一并构成了TCP/IP协议的四层结构的第一层——网络接口层

 

数据链路层解决的问题

封装成帧

　　帧是数据链路层的基本单位

　　在数据链路层中，发送端会在网络层的一段数据前后添加特性标记变成“帧”，而接收端则会识别出这个“帧”

　　一般过程如下：

　　1.数据链路层获得网络层传输的IP数据报，

　　2.之后，数据链路层把这个数据看成是“帧”的数据，并在首尾添加特定的标记

　　但是，如果在数据中也有和添加的标记一样的内容，该如何处理呢？

透明传输

　　这里的透明，可以理解成“虽然存在，但是当做不存在”

　　数据链路层中，会把原始的数据内部出现的帧标记添加转义字符，使得其与标记区分开（例如编程语言中的\）

差错检测

　　由于物理层只管传输比特流，而不管传输的对错（例如受到干扰而导致传输出错），因此数据链路层担负起了差错检测的任务

　　这里的检测包括奇偶校验码以及循环冗余校验码CRC（数据链路层采用的差错检验的方法）两种

奇偶校验码

　　在比特流的尾部添加一个比特位来检测比特流是否出错

　　如果比特位全部相加为奇数，末尾加1，偶数加0，这样可以结合奇偶校验码来判断数据的正误

　　但是，如果数据变化比较巧妙（有偶数位出现错误），也符合奇偶校验码，那就无法检验出错误了

循环冗余校验码CRC

　　这种方法是根据传输/保存的数据来产生固定位数的校验码，从而检测错误

　　这里也是生成数字，然后附加到数据后面，不同的数据校验码不同，保证了数据和校验码的一一匹配

 

最大传输单元MTU

　　由于数据链路层可以传输的“帧”也不是无限大的，最大值就是最大传输单元（Maximum Transmition Unit）

　　MTU一方面是受低层物理层影响，另一方面，数据帧的大小影响着传输的效率

　　以太网的MTU一般为1500字节

路径MTU

　　在网络传输的过程中，不同路径可能MTU不一样，这时取其中最小值作为路径MTU

 

以太网协议

　　以太网协议是数据链路层的一个协议（实际上规定了物理层和数据链路层，也就是网络接口层），一种广泛使用的局域网技术，可以用来完成相邻设备的数据帧传输

MAC地址

　　即物理地址/硬件地址，全世界所有设备都有自身唯一特有的MAC地址（类似于身份证）

　　MAC地址有48位，通常用十六进制表示，例如30-B4-9E-4D-55-6A

　　可以在命令提示符中用ipconfig/all指令查看本机所有物理设备的MAC地址

数据格式

　　以太网的数据格式分为目的地址（6字节）、源地址（6字节）、类型（2字节）、帧数据（46-1500字节）以及CRC（4字节）

　　这里的类型指的是帧数据是什么协议的数据（这里的协议指的是网络层的）

MAC地址表

　　MAC地址表存在于以太网协议中，用来把数据格式最开始的目的地址同一个硬件接口做关联，这样就可以知道哪个数据发往哪里了

　　但如果路由器中没有存某个硬件接口呢？

　　路由器就会把数据发往除了发送端以外的所有主机，等待回应，然后根据回应，记录下MAC地址表中没有的硬件端口

　　但如果要跨设备传输（例如通过路由器，发往下一个路由器连接的主机），则需要利用网络层的协议