数据链路层（Data Link）
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建立逻辑连接、进行硬件地址寻址、差错校验等功能
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网卡、网桥和交换机属于数据链路层
网卡同时也属于物理层。 -
链路:从1个节点到相邻节点的一段物理线路(有线或无线)， 中间没有其他交换节点
下图所示的红框部分就是每一个链路
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数据链路:在一条链路上传输数据时，需要有对应的通信协议来控制数据的传输
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不同类型的数据链路，所用的通信协议可能是不同的
1.广播信道: CSMA/CD协议(比如同轴电缆、集线器等组成的网络)
2.点对点信道: PPP协议(比如2个路由器之间的信道)
3.上图中，计算机0传递到路由器0使用的是CSMA/CD协议包装数据，路由器收到数据后先去掉CSMA/CD协议包装部分，再使用PPP协议包装数据后发送给路由器1，反之亦然。 -
数据链路层的3个基本问题
1.封装成帧
2.透明传输
3.差错检验
封装成帧
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帧(Frame)的数据部分
就是网络层传递下来的数据包(IP数据包， Packet) -
最大传输单元MTU (Maximum Transfer Unit)
每一种数据链路层协议都规定了所能够传送的帧的数据长度上限
以太网的MTU为1500个字节
透明传输
传输数据的介质中可能有多条帧同时在传递，那么需要一个帧开始符和帧结束符来确定一个完整的帧。
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使用SOH (Start Of Header) 作为帧开始符
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使用EOT (End Of Transmission) 作为帧结束符
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数据部分一旦出现了SOH、EOT,就需要进行转义
一旦数据部分出现了SOH或EOT就会导致识别帧错误，所以数据部分如果出现SOH/EOT在封装时就需要先进行转义。
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如上图所示：
封装帧的时候在数据部分发现SOH/ESC就做字节填充，接收端接收后再将其转义回SOH/ESC。
差错校验
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FCS是根据数据部分+首部计算得出的
发送方，在发送数据时会用数据部分+首部计算得出FCS拼到帧上一起发送。接收方拿到数据后，会用数据部分+首部计算出FCS，然后和帧携带的FCS比对，如果一样则正确，不一样则表示数据传递有问题，需抛弃。
CSMA/CD协议
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CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detectio)
载波侦听多路访问/冲突检测 -
使用了CSMA/CD的网络可以称为是以太网(Ethernet) ，它传输的是以太网帧
1、以太网帧的格式有: Ethernet V2标准、IEEE的802.3标准
2、使用最多的是: Ethernet V2标准 -
单双工为了能够检测正在发送的帧是否产生了冲突，以太网的帧至少要64字节，就是整个信道传输数据总长度的2倍。
1、发送方在发送以太网帧的时候，假如在中途发生了冲突，数据被回弹回来。
2、如果帧太短，此时发送方已经发送完毕，再收到回弹回来的帧时就以为是别人发给自己的信号。
3、只有帧足够长，收到回弹回来的帧时它还没发送完之前的帧，就知道是冲突返回的帧了。
4、如果数据不够64字节，封装帧的时候会主动填满64字节。 -
用交换机组建的网络，已经支持全双工通信，没有冲突，所以不需要再使用CSMA/CD,但它传输的帧依然是以太网帧
所以，用交换机组建的网络，依然可以叫做以太网
Ethernet V2帧的格式
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- Ethernet V2格式的帧已经不需要帧开始符和帧结束符
- 但是在物理层需要给这个帧加上前同步码和帧开始定界符
- 以太网帧:首部+数据+FCS
- 首部:目标MAC + 源MAC + 网络类型
- 数据的长度至少是: 64-6-6-2-4 = 46字节
Ethernet V2标准
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当数据部分的长度小于46字节时
1、数据链路层会在数据的后面加入一些字节填充
2、接收端会将添加的字节去掉
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长度总结
1、以太网帧的数据长度: 46~1500字节
2、以太网帧的长度: 64~1518字节 (目标MAC +源MAC +网络类型+数据+ FCS)
网卡
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- 网卡接收到一个帧，首先会进行差错校验,如果校验通过则接收，否则丢弃
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Wireshark抓到的帧没有FCS，因为它抓到的是差错校验通过的帧( 帧尾的FCS会被硬件去掉)
Wireshark抓不到差错校验失败的帧
PPP协议 (Point to Point Protocol)
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- 路由器之间传递帧使用的就是PPP协议
- Address字段:图中的值是0xFF,形同虚设，点到点信道不需要源MAC、目标MAC地址
- Control字段:图中的值是0x03，目前没有什么作用
- Protocol字段: 内部用到的协议类型
- 帧开始符、帧结束符: 0x7E
PPP协议——字节填充
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- 帧首尾以7E做标识
- 数据部分如果有7E需要将0x7E替换成0x7D5E
- 将0x7D替换成0x7D5D
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