数据链路层

计算机网络概述 11111 OSI 参考模型 OSI(Open System Interconnect)即开放系统互联,一般都叫OSI参考模型,是国际标准化组织在1985年研究的网络互联模型,该体系结构标准定义了网络互联的七层框架(物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层),即OSI开放系统互连参考模型.在这一框架下进一步详细规定了每一层的功能,以实现开放系统环境中的互连性、互操作性和应用的可移植性,接下来将整理一些常用功能的知识点. 物理层次 协议作用 应用层 为用户提供服务,给用户一个接口 表示层 为数据提供表示,加密与压缩 会话层 确定数据是否需要传输,建立管理与终止会话 传输层 可靠与不可靠的数据传输,以及后期的错误检测 网络层 进行逻辑地址编址,实现不同网络之间的路由选择 数据链路层 进行硬件(MAC)地址编址有,差错的校验 物理层 电气特性,设备之间进行比特流的传输 以上的列表是一个通用的网络系统模型,并不是一个协议定义.实际上OSI模型从来没有被真正实现过,但是,出于其模型的广泛指导性,现在的网络协议都已经纳入了OSI参考模型的范围之内,OSI参考模型一共有7层,每层的作用在上面有说明,这也是网络方面的基础知识. ◆每层间作用◆ 物理层: 电器特性,设备之间比特流的传输,实现比特流的透明传输. 主要设备: 中继器、集线器 主要功能:

OSI七层模型介绍 ： OSI参考模型其实就是讨论通信问题，所不同其针对的是计算机通过网线或无线网去通信。为了容易理解，首先用一个例子来形容： 我写一封信给朋友，首先，是我写信，讲往事如风，说我们两个人之间的老故事，这些东西只要我两之间懂就OK了。好写完后，我就寄信去了。。具体的寄信跑腿等工作，则属于下一层了。那么下一层是谁呢？对，邮政局。邮政局把信纸装进固定格式的信封中，信封上有固定格式的要求。那么邮政局不需要知道信到底写了什么，他们不关心，只管捯饬信封就可以，让对方拿到信封后知道那是给我朋友的就OK了。好，这个层次结束。。那么是不是没其他层次了呢？？错，还有一个层次，那就是最底层。邮递员层。。他们负责跑腿，例如骑马，骑车或者开火车开飞机，随便，反正是具体的跑腿工作。。。好，回过头来看，写一封信进行通信，分了三个层次：我和朋友，属于用户层，负责信内容的书写和阅读；邮政局，属于类似于OSI的运输层，负责信封的格式书写和阅读。。邮递员，最底层，类似于OSI的物理层，负责具体的传输方式。 好，回到OSI，这个以计算机为原始设备的通信模型，考虑的要复杂一些而已，分成了7个层次。最底层，物理层:负责具体的传输媒介以及其对应的传输方式，解决的问题是实现比特流的传输。数据链路层：负责相邻两个节点间比特流的识别，即以字节为单位去找出“每页信纸”。网络层：实现网络中任意两个节点间的连通和数据转发。

OSI七层模型图 从图中我们已经了解到OSI七层分为：物理层；数据连接层；网络层；传输层；会话层；表示层；应用层。 OSI七层各层的讲解： 1.物理层： 在OSI参考模型中，物理层（Physical Layer）是参考模型的最低层，也是OSI模型的第一层。 物理层的主要功能是：利用传输介质为数据链路层提供物理连接，实现比特流的透明传输。 物理层的作用是实现相邻计算机节点之间比特流的透明传送，尽可能屏蔽掉具体传输介质和物理设备的差异。使其上面的数据链路层不必考虑网络的具体传输介质是什么。“透明传送比特流”表示经实际电路传送后的比特流没有发生变化，对传送的比特流来说，这个电路好像是看不见的。 设备：网卡，网线，集线器，中继器，调制解调器 2.数据链路层： 数据链路层（Data Link Layer）是OSI模型的第二层，负责建立和管理节点间的链路。该层的主要功能是：通过各种控制协议，将有差错的物理信道变为无差错的、能可靠传输数据帧的数据链路。 在计算机网络中由于各种干扰的存在，物理链路是不可靠的。因此，这一层的主要功能是在物理层提供的比特流的基础上，通过差错控制、流量控制方法，使有差错的物理线路变为无差错的数据链路，即提供可靠的通过物理介质传输数据的方法。 该层通常又被分为介质访问控制（MAC）和逻辑链路控制（LLC）两个子层。

一、OSI参考模型 1、OSI的来源 OSI（Open System Interconnect），即开放式系统互联。 一般都叫OSI参考模型，是ISO（国际标准化组织）组织在1985年研究的网络互连模型。 ISO为了更好的使网络应用更为普及，推出了OSI参考模型。其含义就是推荐所有公司使用这个规范来控制网络。这样所有公司都有相同的规范，就能互联了。 2、OSI七层模型的划分 OSI定义了网络互连的七层框架（物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层），即ISO开放互连系统参考模型。如下图。 每一层实现各自的功能和协议，并完成与相邻层的接口通信。OSI的服务定义详细说明了各层所提供的服务。某一层的服务就是该层及其下各层的一种能力，它通过接口提供给更高一层。各层所提供的服务与这些服务是怎么实现的无关。 3、各层功能定义 这里我们只对OSI各层进行功能上的大概阐述，不详细深究，因为每一层实际都是一个复杂的层。后面我也会根据个人方向展开部分层的深入学习。这里我们就大概了解一下。我们从最顶层——应用层 开始介绍。 整个过程以公司A和公司B的一次商业报价单发送为例子进行讲解。 <1> 应用层 OSI参考模型中最靠近用户的一层，是为计算机用户提供应用接口，也为用户直接提供各种网络服务。我们常见应用层的网络服务协议有：HTTP，HTTPS，FTP，POP3、SMTP等。

1. Ethernet帧（除去上层负载后长度为18字节） 以太帧有好多种，我们最常用到的是Ethernet II Ethernet II即DIX 2.0：Xerox与DEC、Intel在1982年制定的以太网标准帧格式。Cisco名称为：ARPA Ethernet II类型以太网帧的最小长度为64字节（6＋6＋2＋46＋4），最大长度为1518字节（6＋6＋2＋1500＋4）。其中前12字节分别标识出发送数据帧的源节点MAC地址和接收数据帧的目标节点MAC地址。（注：ISL封装后可达1548字节，802.1Q封装后可达1522字节） 接下来的2个字节标识出以太网帧所携带的上层数据类型，如下： IPv4: 0x0800 ARP:0x0806 PPPoE:0x8864 802.1Q tag: 0x8100 IPV6: 0x86DD MPLS Label:0x8847 在不定长的数据字段后是4个字节的帧校验序列（Frame. Check Sequence，FCS） 2. ARP （ARP Header长度:8字节） 硬件类型：1 表示以太网 协议类型：和Ethernet数据帧中类型字段相同 OP操作字段：1 表示ARP请求 2 表示ARP应答 3 表示RARP请求 4 表示RARP应答 3. 802.1q VLAN数据帧(4字节） 基于802.1Q的VLAN帧格式 Type：长度为2字节

文章目录 一、参考书籍 二、必须掌握的内容 1.TCP/IP协议体系的认知 2.数据链路层 3.网络层 4.传输层 5.应用层 三、常见面试题目 1.分层的概念 2.数据链路层 3.网络层 （1）IP协议 （2）ICMP协议 四、传输层 1.UDP协议 2.TCP协议 五、应用层 1.DNS 2.http基本格式 六、参考 一、参考书籍 （1）TCP/IP详解 卷1：协议 （2）计算机网络：自顶向下方法 二、必须掌握的内容 1.TCP/IP协议体系的认知 （1）分层。一部分处于用户态，一部分处于内核态。数据链路层，网络层，传输层封装于操作系统内核态。应用层存在于操作系统的用户空间，包括DNS，FTP，HTTPs，HTTP，工作中接触较多的是应用层的部分。但其它层的原理必须理解，面试考察。 （2）层与层之间下层对上层是透明的，传输在每一层是对等的。 2.数据链路层 （1）以太网帧的格式。 （2）MTU（最大传输单元）的概念。 （3）ARP协议和RARP协议（地址协议和逆地址协议，网卡MAC地址和IP地址互查机制）（网络层和链路层的中间层）ARP报文格式，查询原理，缓存机制 3.网络层 （1）掌握IP首部格式：如16位分片标识、DF不分片标志、MF更多分片标志、13位片偏移、8位生存时间TTL、16位的首部检验和等等。 （2）掌握如何IP分片：如总长大于MTU值，画分片情况

---恢复内容开始--- OSI参考模型的层次结构： 物理层>>>数据链路层>>>网络层>>>传输层>>>会话层>>> 表示层>>>应用层。 1、物理层： 物理层提供用于建立、保持和断开物理接口的条件，以保证比特流的透明传输。 2、数据链路层： 数据链路层主要负责数据链路的建立维持和拆除，并在两个相邻节点的线路上，将网络层传送下来的信息包组成帧传送，每一帧包括数据和一些必要的控制信息。 数据链路层的作用：定义物理源地址和物理目的地址。定义网络拓扑结构。定义帧的顺序控制，流量控制，面向连接或非连接的通讯类型。 3、网络层： 网络层功能包括定义逻辑源地址和逻辑目的地址，提供寻址的方法，连接不同的数据链路层等。 4、传输层： 传输层可以为主机应用程序提供端到端的可靠或不可靠的通讯服务。传输层对上层屏蔽下层网络的细节，保证通信的质量，消除通信过程中产生的错误，进行流量控制，以及对分散到达的包的顺序进行重新排序等。 5、会话层： 会话层的任务就是提供一种有效的方法，以组织并协商两个表示层进程之间的会话，并管理他们之间的数据交换。 6、表示层： 表示层处于OSI模型的第六层，它就是为不同的通信系统制订一种相互都能理解的通信语言标准。 7、应用层： 应用层主要由用户终端的应用软件构成，如我们常见的Telnet、FTP、SNMP等协议都是属于应用层的协议。 ---恢复内容结束--- 来源：

功能 数据链路层 主要作用是加强物理层传输原始比特流的功能，将物理层提供的 可能出错的物理连接 改造为 逻辑上无差错的数据链路 ，使之对网络层表现为一条无差错的链路。（物理上肯定有一些差错，但是可以通过修改，改为逻辑上无差错） 任务：负责将数据报通过链路从一个节点传输到相邻的节点 三个基本功能： 封装成帧 透明传输 差错检测 封装成帧 基本概念： 将一段数据的前后分别添加首部和尾部，就构成了帧。 注意： 首部和尾部中含有很多 控制信息 （如 检验序列等），它们的一个重要作用是确定帧的界限，即 帧定界 。 透明传输 如果在数据中心恰好出现与帧定界符相同的比特组合，会导致帧提前结束而丢弃后面的数据。所以引入了 “透明传输” 。 基本概念： 透明传输就是不管所传的数据是什么样的比特组合（ 透明的，看不见里面的数据 ），都应当能在链路上传送。 基本方法： 字符计数法： 在帧头部使用一个计数字段来标明帧内字符数。 字符填充的首尾定界符法： 在特殊字符前面填充一个转义字符(DLE)来加以区分，以实现数据的透明传输。接收方收到转义字符后，就知道其后面紧跟的是 数据信息 ，而不是控制信息。 数据中有可能出现转义字符，所以要 在转义字符前再插入一个转义字符 。 比特填充的首尾标志法： 由于使用01111110（6个1）来标志一帧的开始和结束，故发送方只要在数据中遇到5个连续的“1”时

传输服务由传输协议实现，两个传输实体之间的通信必须使用传输协议。传输协议在有些方面类似于数据链路协议。这两种协议都要处理： 错误控制 顺序性 流量控制 以及其他一些问题 然而，两者之间也存在重大差别，这些差别是因为这两种协议的运行环境不同而造成的，如下图所示 首先，在点到点链路上，无论是电缆还是光纤，路由器不必指定它要与哪一台路由器进行通话---每条出境线路直接通向一台特定的路由器。而在传输层，必须显示地指定接收方的地址。 其次，在一条线路上建立一个连接的过程非常简单：另一端总是在那里。两边都不需要做很多事情。即使在无线链路上，建立过程也没有多大的不同，只要发出的消息足够到达所有的其他接收方。如果因发生错误而消息没有被确认，可以再次重发。而在传输层中，初始的连接建立过程非常复杂，比如TCP三次握手四次挥手。 再次，网络存在着潜在的存储容量，且网络具有延迟和重复数据包的 特性所产生的后果有时是灾难性的，因此这要求使用特殊的协议，以便正确地传输信息。 最后，这两层都需要缓冲和流量控制，当一帧到达时，链路总是有缓冲区可用。在传输层中，由于必须要管理大量的连接并且每个连接获得的带宽却又是可变的，因此，为每条线路分配多个缓冲区的思路不再有吸引力。 来源： https://www.cnblogs.com/yeni/p/11453966.html

OSI模型 OSI（open system interconnected，OS）参考模型是一个开放式体系结构，它规定将网络分为七层，从 下往上依次是物理层，数据链路层，网络层，传输层，会话层，表示层和应用层。 1.物理层（physical layer）的主要功能:是完成相邻节点之间原始比特流的传输物理层的设计主要涉及物理接口的机械电气功能和过程特性，以及物理层接口连接的传输介质等问题。 2.数据链路层（data link layer）:负责将上层数据封装成固定格式的帧 3.网络层(network layer）的主要功能:是实现数据从源端到目的端的传输 4.传输层（transport layer）的主要功能:是实现网络中不同主机上用户进程之间的数据通信。 传输层要决定对会话层用户（最终的网络用户）提供什么样的服务。因此我们把1-3层的协议称为点对点的协议，而把4-7层的协议叫做端对端协议 5 .会话层（session layer）:允许不同机器上的用户之间建立会话关系。管理会话控制令牌管理（token management）数据中插入同步点 6 .表示层（presentation layer ）:表示层以下各层只关心从源端机到目标机可靠地传输比特，而表示层关心的是所传输的语法和语义。用一种大家一致选定的标准方法对数据进行编码。同时，也能提供压缩解压、加密解密。 7 . 应用层