数据链路层详解：从链路控制到PPP协议

"该资源为计算机网络第8版教材第三章数据链路层的习题解答，涵盖了数据链路层的基本概念、功能以及协议解析。" 在计算机网络中，数据链路层是ISO/OSI七层模型中的第二层，负责在两个相邻节点间建立和维护数据链路，并进行数据帧的传输。数据链路层与物理链路的主要区别在于，数据链路层不仅包含了物理链路，还包括了控制数据传输的规程，如LLC（逻辑链路控制）和MAC（媒体访问控制）子层。物理链路仅关注比特流的传输，而数据链路层则通过增加错误检测和纠正机制，使原本不可靠的物理链路变得可靠。 “电路接通了”通常指物理连接已建立，可以传输比特流，但并不保证数据的可靠性。而“数据链路接通了”则意味着除了物理连接外，还建立了数据链路连接，提供了诸如错误检测、确认和重传等机制，确保数据的可靠传输。 数据链路层的主要功能包括链路管理、帧定界、流量控制、差错控制、区分数据和控制信息、透明传输以及寻址。这些功能确保了数据能够在网络中正确、高效地传输。例如，帧定界使得接收方能够识别帧的开始和结束，透明传输确保数据中的特定序列不会被误识别为帧定界符，差错检测则能检测并可能纠正传输过程中的错误。 可靠的链路层在某些环境中具有显著优势，如在干扰严重的信道上，它可以限制重传范围，避免影响整个网络的性能。然而，在高质量的信道中，可靠的链路层可能会增加不必要的开销，降低传输效率。 网络适配器（网卡）是数据链路层和物理层的重要硬件设备，它在TCP/IP协议栈中对应网络接口层（或OSI模型的数据链路层和物理层），负责处理和转换网络层与物理链路之间的数据。 数据链路层必须解决的三个基本问题——帧定界、透明传输和差错检测，是因为它们直接影响到数据帧的正确传输。没有帧定界，无法区分不同的数据包；没有透明传输，可能会出现误解数据的情况；而差错检测则确保了接收端收到的是有效且未被破坏的数据。 若数据链路层不进行帧定界，会导致数据分组无法正确分离，控制域和数据域的边界模糊，使得接收方难以解析数据，同时，错误检测和纠正的范围也无法准确限定，可能造成整个数据链路上的混乱。 PPP（Point-to-Point Protocol）协议是一种简单的数据链路层协议，提供不可靠的数据报服务，并且包含错误检测功能，但没有纠错机制。它不使用帧编号是因为其设计初衷是用于点对点的链接，这种环境下一般不会有大量的并发帧传输，因此无需复杂的流量控制和重传机制。PPP适用于简单的连接，如拨号连接或两台设备间的直接连接。由于缺乏流量控制和确认机制，PPP无法像其他协议（如TCP）那样确保数据链路层的可靠传输。