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一个重要层次，主要负责解决三个核心问题：封装成帧、透明传输和差错检测。在这一层，数据会被添加上帧头和帧尾，以便在网络中识别和处理独立的数据单元。透明传输确保数据在传输过程中不受帧界定符的影响，即使数据本身包含与帧界定符相同的序列，也能正确无误地传输。差错检测则是通过校验机制，如CRC校验，来检测并丢弃在传输过程中可能出现错误的数据帧。 数据链路层进一步细分为两个子层：逻辑链路控制（LLC）和媒体访问控制（MAC）。MAC层主要关注硬件地址，即MAC地址，这是一个48位的全球唯一标识符，用于局域网中设备之间的通信。每个网络适配器（网卡）都有一个独特的MAC地址，它使得数据能在局域网中准确无误地发送和接收。 在物理层，主要关注的是实际的物理连接，包括机械特性（如接口形状和尺寸）、电气特性（如电压、电流和信号类型）、功能特性（定义了不同信号的含义）以及过程特性（描述了如何建立和维护物理连接）。物理层为数据链路层提供了基础的比特流传输服务。 扩展以太网技术包括物理层和数据链路层的扩展，以适应更广泛的网络覆盖需求。例如，通过光纤、集线器和交换机等设备，可以将以太网的覆盖范围扩大，同时保持数据的高效传输。 在计算机通过适配器与局域网通信的过程中，CPU和存储器的并行通信数据被转化为适配器能够处理的串行通信格式，适配器再根据MAC地址进行帧的发送和接收。同时，IP地址是在网络层使用的逻辑地址，与硬件地址MAC地址协同工作，使得数据能够在不同的网络段之间路由。 网络协议是计算机网络中数据交换的规则，包括语法（数据格式）、语义（数据的意义）和同步（何时发送数据）。协议和服务是网络层的核心概念，协议是水平的，意味着同一层次的实体间相互作用的规则；服务是垂直的，表示上层通过下层提供的服务来实现其功能。例如，应用层利用运输层的服务，如TCP或UDP，来实现可靠或不可靠的数据传输。 数据链路层在计算机网络中起着承上启下的关键作用，它为物理层提供了一种方式来组织和控制比特流，同时为网络层提供了无差错的数据传输服务，使得网络通信变得更加可靠和高效。"