数据链路层详解：停止等待协议与滑动窗口

"Linux_C_函数手册" 在深入探讨Linux C函数之前，我们先了解一些数据链路层的基础知识，这是计算机网络中的一个重要层次。数据链路层位于OSI模型的第二层，负责在相邻节点间提供可靠的通信，确保数据在物理链路上的正确传输。 数据链路层的主要任务包括链路管理、帧同步、流量控制、差错控制、透明传输、数据与控制信息的区分以及寻址。这些功能保证了在网络中数据的完整性和有效性。 1. 链路管理：在数据传输前，发送和接收端需要建立并维护数据链路。这通常涉及握手过程，确保两端都准备好进行通信，并在传输完成后释放资源。 2. 帧同步：为了从连续的比特流中识别帧的边界，数据链路层使用特定的帧起始和结束标志，使得接收端可以准确地解帧。 3. 流量控制：流量控制机制如停止等待协议和滑动窗口协议，用来协调发送方和接收方的速率，防止接收方被数据淹没。 4. 差错控制：数据链路层通过添加校验位来检测传输错误。常见的差错控制技术包括前向纠错（FEC）和后向错误校正（BEC）。FEC如海明码可以在接收端纠正错误，但计算复杂，常用于卫星通信。而循环冗余校验（CRC）属于BEC，用于检测错误并要求重传。 5. 透明传输：数据链路层必须确保任何数据组合都能被正确传输，即使数据中包含与帧界定符相同的比特序列。位填充是一种常用的透明传输技术。 6. 数据与控制信息区分：帧格式的定义使得数据和控制信息可以清晰地分开，便于处理。 7. 寻址：每个帧包含接收方的物理地址，如MAC地址，确保数据能准确送达目标节点。 停止等待协议是最基础的数据链路层流量控制协议之一。在这种协议中，发送方每发送一个帧后，都要等待接收方的确认。如果接收方收到帧并确认，发送方才能继续发送下一个帧。这种方法简单但效率较低，因为任何时候发送方都只能发送一个帧，而且如果发生错误，需要重传，会增加延迟。 数据链路层在确保网络通信的可靠性上起着至关重要的作用，而Linux C函数则提供了与之相关的接口和工具，用于编程实现这些网络功能。这些函数包括socket编程接口，如open(), write(), read(), close()等，以及与网络协议栈交互的函数，如sendto(), recvfrom(), setsockopt()等。理解这些函数的使用和数据链路层的原理，对于开发网络应用程序至关重要。