数据链路层详解：帧封装、透明传输与差错检测

"该文档是关于计算机网络中的数据链路层知识点的总结，适用于考研和期末复习。由谢希仁教授的相关教材延伸而来，重点涵盖了数据链路层的基本功能，如封装成帧、透明传输和差错控制。" 在计算机网络中，数据链路层是OSI模型的第二层，它在物理层提供的比特流传输服务基础上，向上层的网络层提供更可靠的数据传输服务。数据链路层处理的数据单位称为数据帧，它负责将网络层的分组封装成可以在物理媒介上传输的帧格式。 **封装成帧**是数据链路层的关键任务之一。这一过程涉及到在数据前后添加帧定界符，通常采用特殊的字符如SOH（Start Of Header）和EOT（End Of Transmission）来标记帧的开始和结束。这样，接收端就能准确地识别帧的边界，从而正确地解封装数据。 **透明传输**是为了解决可能出现在数据中的特殊字符（如SOH和EOT）与帧定界符冲突的问题。数据链路层采用字节填充或字符填充的方法实现透明传输。发送端在数据中遇到这些特殊字符前插入一个转义字符ESC，接收端再在解码时删除这些插入的转义字符。若转义字符本身也需要传输，就需要在前面再插入一个转义字符，以确保数据的正确传输。对于学生提出的疑问，即使帧中的结束字符EOT前有转义字符ESC，接收端仍能正确识别EOT，因为转义字符仅对数据部分生效，帧的定界字段不受影响。 **差错控制**是数据链路层的另一个重要功能，它通过检查传输过程中可能出现的错误来保证数据的可靠性。常见的差错检测方法包括**奇偶校验**，即在帧的尾部添加一个校验位，使得整个帧（包括数据和校验位）的1的个数为奇数或偶数。接收端通过计算接收到的帧的1的个数并与发送端的校验位比较，来检测传输错误。若发现错误，接收端会丢弃该帧。 除了奇偶校验，还有其他更复杂的校验技术，如**循环冗余校验CRC**（Cyclic Redundancy Check），它利用多项式除法生成一个校验序列，附加在数据后面，接收端同样通过计算和比较来检测错误。CRC能有效地检测出多位错误，因此在实际应用中更为广泛。 数据链路层通过封装成帧、透明传输和差错控制等手段，确保了数据在网络中稳定、可靠地传输，为网络层提供了基础服务。这部分知识对于计算机网络的学习者，尤其是准备考研和期末复习的学生来说，是至关重要的。