数据链路层：封装成帧、透明传输与差错检测

"数据链路层是计算机网络体系结构中的关键层次，它负责解决数据在链路上的传输问题，包括封装成帧、透明传输和差错检测这三个基本任务。数据链路层位于物理层之上，为网络层提供服务，它的功能实现依赖于物理层提供的比特流传输服务。 封装成帧是数据链路层的核心功能之一，它是指在数据前面添加帧起始标志和后面添加帧结束标志，使得接收端能够识别出完整的数据单元。这样做的目的是区分不同的数据帧，防止数据混淆。例如，在以太网中，帧的起始和结束通常由特定的比特序列如前导字段和帧尾的填充位来标识。 透明传输是数据链路层的另一个重要任务，它确保数据在传输过程中不受中间设备的影响。为了实现透明传输，数据链路层需要设计一种机制，使得即使数据中包含了与帧界定符相同的序列，也能正确无误地传输。一个常见的方法是使用逃逸序列，当数据中出现与帧界定符相同的部分时，通过插入特定的逃逸字符来避免混淆。 差错检测是数据链路层确保数据完整性的手段，它通过在数据帧中添加校验序列，如循环冗余校验(CRC)码，来检测传输过程中可能出现的错误。接收端计算接收到的CRC码并与发送端计算的CRC码进行比较，如果两者不匹配，则表明数据在传输过程中出现了错误，此时可以选择重传。 在数据链路层中，还存在MAC子层，它负责管理硬件地址，即MAC地址。MAC地址是一个48位的全球唯一标识符，用于在局域网中识别每个设备。每当数据帧在网络中传输时，都会包含发送方和接收方的MAC地址，以便正确路由数据。 适配器，也就是网卡，是计算机与局域网之间的接口。它负责将CPU和存储器中的并行数据转换为适合物理层传输的串行数据，并处理从网络接收的数据。适配器上包含MAC地址，这个地址是在硬件制造时烧录进去的，用于网络通信的身份识别。 在扩展以太网方面，有两种主要方式：物理层扩展和数据链路层扩展。物理层扩展通过增加电缆长度、使用集线器等设备来扩大网络覆盖范围；数据链路层扩展则涉及使用交换机来提高网络性能和减少冲突域，比如使用VLAN（虚拟局域网）技术来逻辑地划分网络。 数据链路层是网络通信中的重要环节，它通过解决成帧、透明传输和差错检测这三个问题，确保了数据在网络中的可靠传输。同时，MAC地址和适配器等概念也是理解和操作局域网的关键知识点。"