计算机网络之数据链路层

数据链路层协议有许多种，但是有三个基本问题则是共同的：封装成帧、透明传输和差错检测。

（1）封装成帧

所有在因特网上传送的数据都是以IP数据报为传送单位的，网络层的IP数据报传送到数据链路层就成为帧的数据部分，在帧的数据部分的前面和后面添加上首部和尾部，构成一个完整的帧。

每一种链路层协议都规定了帧的数据部分的长度上线——最大传送单元MTU（Maximum Transfer Unit）。

（2）透明传输

透明传输，即无论什么样的比特流都能够通过数据链路层传输。

帧的开始和结束标记是专门指明的控制字符，因此，所传输的数据中的任何8比特组合一定不允许和这些控制字符的编码相同，否则就会出现帧的定界错误。

解决这种矛盾的方法是，将数据中可能出现的控制字符的前面插入转义字符“ESC”，而在接收端再删除该转义字符，这种方法被称为字节填充。

（3）差错检测

现实的通信线路都不会是理想的，比特在传输过程中可能会产生差错：1可能会变成0，0也可能会变成1。为了保证数据传输的可靠性，必须采用各种差错检测措施。目前在数据链路层广泛使用的是循环冗余检验CRC（Cyclic Redundancy Check）。

点对点协议PPP

对于点对点的链路，PPP（Point-to-PointProtocol）是目前使用最广泛的数据链路层协议。

我们知道，因特网用户通常都要连接到某个ISP才能接入到因特网。PPP协议就是用户计算机和ISP进行通信时所使用的数据链路层协议。

PPP协议由三个部分组成：

（1）   一个将IP数据报封装到串行链路的方法。

（2）一个用来建立、配置和测试数据链路连接的链路控制协议LCP（Link Control Protocol）。

（3）一套网络控制协议NCP（Network Control Protocol）。

当用户拨号接入ISP后，就建立了一条从用户PC机到ISP的物理连接。这时，用户PC机向ISP发送一系列的LCP分组（封装成多个PPP帧），以便建立LCP连接。这些分组及其响应选择了将要使用的一些PPP参数。接着还要进行网络层配置，NCP给新接入的用户PC机分配一个临时的IP地址。这样，用户PC机就成为一个拥有IP地址的主机了。

当用户通信完毕时，NCP释放网络层连接，收回原来分配出去的IP地址。接着，LCP释放数据链路层连接。最后释放的是物理层的连接。