数据链路层

数据链路层是开放系统互连（OSI）模型中的第二层。它处理物理网络上数据包的可靠传输，管理错误检测和纠正，并管理网络访问。

数据链路层的历史背景

数据链路层的概念可以追溯到国际标准化组织 (ISO) 在 20 世纪 70 年代末和 80 年代初开发的 OSI 模型。该模型旨在为网络设备和软件之间的开发和互操作性创建一个开放的环境。 OSI 模型将计算机到计算机通信的复杂过程分为七个可管理的层。数据链路层是第二层，旨在通过物理介质在设备之间提供可靠且高效的数据传输。

深入研究数据链路层

数据链路层在 OSI 模型中提供几个关键功能：

1. 帧同步：它将从网络层接收到的比特流划分为可管理的数据单元，称为帧。

2. 物理寻址：如果要将帧分发到网络上的不同系统，数据链路层会在帧中添加一个标头，以定义目标计算机的物理地址。

3. 流量控制：如果接收方获取数据的速率低于发送方产生的数据速率，则数据链路层会施加流量控制机制，以避免使接收方不堪重负。

4. 错误控制：它通过添加检测和重新传输损坏或丢失帧的机制来增加物理层的可靠性。它还可以使用确认系统防止帧重复。

5. 访问控制：当两个或多个设备连接到同一链路时，需要数据链路协议来确定在任何给定时间哪个设备对链路具有控制权。

数据链路层的内部结构

数据链路层分为两个子层以有效地执行其功能：

1. 逻辑链路控制 (LLC)：该上层子层负责帧同步、流量控制和错误检查。

2. 媒体访问控制 (MAC)：较低的子层 MAC 负责处理网络上的设备如何获取数据访问权限和传输数据的许可。

数据链路层的主要特性

• 取景：成帧是从网络层的数据报或数据包创建帧的过程。这些帧被发送到物理层进行转发。

• 物理寻址：它为网络上的每个设备提供唯一的标识。

• 错误和流量控制：它通过应用错误检测/纠正技术和流量控制来确保可靠的连接。

• 访问控制：定义设备传输的规则。

数据链路层的类型

数据链路层协议可以根据其运行的网络类型进行分类：

数据链路层的利用及相关问题/解决方案

数据链路层构成网络数据传输的骨干。它涉及多种应用，例如 LAN 和 WAN 网络、网络设备识别以及建立可靠的通信通道。然而，它也遇到了冲突、数据损坏和拥塞等问题。这些问题分别通过冲突检测算法、错误检测和纠正代码以及流量控制机制来解决。

数据链路层对比分析

下表为数据链路层与相邻层的比较：

未来前景和技术

随着网络技术的发展，数据链路层将继续适应和集成新技术，以实现更好的数据传输。量子网络和 5G 或 6G 网络等技术将需要数据链路层协议来处理更高的数据速率、更低的延迟和更大的网络容量。

代理服务器和数据链路层

代理服务器充当客户端从其他服务器寻求资源的请求的中介，在 OSI 模型的应用程序层运行。然而，数据链路层仍然发挥着作用，因为数据必须通过该层才能到达目的地。代理服务器可以利用数据链路层的错误和流量控制机制来保证数据的可靠传输。

相关链接

1. 思科——数据链路层
2. IBM 知识中心 – 数据链路层
3. 释放计算机科学——数据链路层
4. 微软——数据链路层