数据链路层

本词条来源于网络

数据链路层(Data Link Layer)是OSI参考模型第二层,位于物理层与网络层之间,提供相邻节点间透明、可靠的信息传输服务。一般而言,它还可以细分成介质访问控制(MAC)子层和逻辑链路控制(LLC)子层。数据链路层在物理层提供的服务的基础上向网络层提供服务,其最基本的服务是将源机网络层来的数据可靠地传输到相邻节点的目标机网络层。

数据链路层的功能

  • 在两个网络实体之间提供数据链路连接的创建、维持和释放管理。构成数据链路数据单元(frame:数据帧或讯框),并对帧定界、同步、收发顺序的控制。传输过程中的流量控制,差错检测和差错控制等方面。 只提供导线的一端到另一端的数据传输。

    数据链路层会在 frame 尾端置放检查码(parity,sum,CRC)以检查实质内容,将物理层提供的可能出错的物理连接改造成逻辑上无差错的数据链路,并对物理层的原始数据进行数据封装。

    数据链路层中的数据封装是指:封装的数据信息中,包含了地址段和数据段等。地址段含有点对点发送节点和接收节点的地址(如MAC),控制段用来表示数格连接帧的类型,数据段包含实际要传输的数据。

    1.帧同步功能

    为了使传输中发生差错后只将出错的有限数据进行重发,数据链路层将比特流组织成以帧为单位传送。帧的组织结构必须设计成使接收方法能够明确的从物理层收到比特流中对其进行识别,也即能从比特流中区分出帧的起始与终止,这就是帧同步要解决的问题。由于网络传输中很难保证计时的正确和一致,所以不能采用依靠时间间隔关系来确定一帧的起始与终止的方法。

    2.差错控制功能

    通信系统必须具备发现(即检测)差错的能力,并采取措施纠正之,使差错控制在所能允许的尽可能小的范围内,这就是差错控制过程,也是数据链路层的主要功能之一。

    接收方通过对差错编码(奇偶校验码或CRC码)的检查,可以判定一帧在传输过程中是否发生了差错。一旦发现差错,一般可以采用反馈重发的方法来纠正。这就要求接受方收完一帧后,向发送方反柜一个接收是否正确的信息,使发送方据此做出是否需要重新发送的决定。发送方仅当收到接收方以正确接收的反馈信号后才能认为该帧已经正确发送完毕,否则需要重发直至正确为止。

    物理信道的突发噪声可能完全“淹没”一帧,即使得整个数据帧或反馈信息帧丢失,这将导致发送方永远收不到接受方发来的信息,从而使传输过程停滞。为了避免出现这种情况,通常引入计时器(Timer)来限定接收方发回方反柜消息的时间间隔,当发送方发送一帧的同时也启动计时器,若在限定时间间隔内未能收到接收方的反柜信息,即计时器超时(Timeout),则可认为传出的帧以出错或丢失,就要重新发送。

    由于同一帧数据可能被重复发送多次,就可能引起接收方多次收到同一帧并将其递交给网络层的危险。为了防止防止发生这种危险,可以采用对发送的帧编号的方法,即赋予每帧一个序号,从而使接收方能从该序号来区分是新发送来的帧还是已经接受但又重发来的帧,以此来确定要不要将接收到的帧递交给网络层。数据链路层通过使用计数器和序号来保证每帧最终都能被正确地递交给目标网络层一次。

    3、流量控制功能

    流量控制并不是数据链路层所特有的功能,许多高层协议中也提供流时控功能,只不过流量控制的对象不同而已。比如,对于数据链路层来说,控制的是相邻两节点之间数据链路上的流量,而对于运输层来说,控制的则是从源到最终目的之间端的流量。由于收发双方各自使用的设备工作速率和缓冲存储的空间的差异,可能出现发送方发送能力大于接收方接收能力的现象,如若此时不对发送方的发送速率(也即链路上的信息流量)作适当的限制,前面来不及接收的帧将被后面不断发送来的帧“淹没”,从而造成帧的丢失而出错。由此可见,流量控制实际上是对发送方数据流量的控制,使其发送率不致超过接收方所能承受的能力。这个过程需要通过某种反馈机制使发送方知道接收方是否能跟上发送方,也即需要有一些规则使得发送方知道在什么情况下可以接着发送下一帧,而在什么情况下必须暂停发送,以等待收到某种反馈信息后继续发送。

    4、链路管理功能

    链路管理功能主要用于面向连接的服务。当链路两端的节点要进行通信前,必须首先确认对方已处于就绪状态,并交换一些必要的信息以对帧序号初始化,然后才能建立连接,在传输过程中则要能维持该连接。如果出现差错,需要重新初始化,重新自动建立连接。传输完毕后则要释放连接。数据连路层连接的建立维持和释放就称作链路管理。在多个站点共享同一物理信道的情况下(例如在LAN中)如何在要求通信的站点间分配和管理信道也属于数据链路层管理的范畴。

数据链路层的协议

  • ●异步传输模式

    ●IEEE 802.2

    ●帧中继

    ●高级数据连结控制(High-Level Data Link Ctrol或HDLC)等。

数据链路层子层

  • 数据链路层包含 LLC逻辑链路层子层 和MAC介质访问控制子层 两个子层

    1、LLC逻辑链路控制子层

    数据链路层的LLC子层用于设备间单个连接的错误控制,流量控制。

    与MAC层不同,LLC和物理媒介全无关系。媒介是C/CD的802.3还是802.5的令牌环都没关系。它在LAN中是独立的802.2。在LLC之上的网络层可以是无连接、响应的无连接或面向连接的不同业务。

    LLC用业务接入点SAP访问上层协议,有了SAP,站点就能在LLC层只用一个同时与几个高层协议玩。一个SAP是简单的地址或协议ID,内容则为空的LLC帧。LLC协议数据单元(LLCPDU)即LPDU。它包括:DSAP(目的SAP)/SSAP(源SAP);一个定义吞吐量优先级的控制域(Controlfield);和含带数据的信息域。在接收方,DSAP例如协议ID就是消息要被递送的,通常DSAP和SSAP是一样的,因为两端只有在同种协议间才能通信。例如当SAP为AA,代表SNAP(子层接入协议)。SNAP是个非标准化的,或厂商特定的协议,用于接入协议的业务。例如当SAP为06,则代表IP协议;当SAP为FO,代表NetBIOS(网络基本输入/输出协议)。SAP为FF表示广播的Global协议。

    2、MAC介质访问控制子层

    介质访问控制是解决当局域网中共用信道的使用产生竞争时,如何分配信道的使用权问题。

上一篇:NFS

下一篇:万能转换开关

电阻器画册

词条统计

浏览次数:380次

最近更新:2018-09-17

创建者:唯样

热门标签