OSI模型中的数据链路层

数据链路层是从底部数起的第二层。OSI开放式系统互连网络架构模型。

• 负责在同一局域网内将数据从节点传递到另一个节点。
• 其重要作用在于确保信息的传输过程中不会出现任何错误。
• 同时，它还负责对发送和接收的数据进行编码、解码以及整理工作。
• 在OSI模型中，这一层被认为是最复杂的层次。因为它能够将硬件背后的所有复杂细节隐藏起来，不让其他上层模块看到这些细节。

数据链路层的子层

数据链路层进一步被划分为两个子层，具体结构如下：

1. 逻辑链接控制（Logical Link Control, LLC）：数据链路层的这一子层负责处理多路复用、应用程序之间以及其它服务之间的数据传输问题。此外，LLC还负责提供错误信息和确认信息。
2. 媒体访问控制（MAC）：MAC子层负责管理设备的交互过程，它负责为帧分配地址，同时还控制物理介质的访问。数据链路层则从网络层接收以数据包形式呈现的信息，然后将这些数据包拆分成帧，并逐位将这些帧传递给底层的物理层。

数据链路层的功能

了解更多关于……的信息数据链路层服务.

数据链路层的协议

有各种各样的数据链路层中的协议具体内容如下：

• 同步数据链路协议（SDLC）
• 高级数据链路协议（HDLC）
• 串行线路接口协议（SLIP）
• 点对点协议（PPP）
• 链接接入程序（Link Access Procedure，LAP）
• 链路控制协议（Link Control Protocol，LCP）
• 网络控制协议（NCP）

在数据链路层运行的设备

所有这些设备都依赖MAC地址来实现高效的帧传输，它们在本地网络通信和访问控制中发挥着至关重要的作用。

1. 交换机

• 交换机是数据链路层中的关键设备。
• 它利用MAC地址来将数据帧转发到网络中的正确设备。
• 在局域网中发挥作用，用于连接多个设备。

2. 桥梁

• 一座桥梁可以连接两个或更多的局域网，从而形成一个统一的网络。
• 它通过在数据链路层根据MAC地址来转发帧来实现通信功能。
• 用于减少网络流量，并将网络划分为多个部分。

3. 网络接口卡（NIC）

• NIC是一种用于计算机和打印机等设备的硬件组件。
• 负责将MAC地址添加到帧中，并确保与网络的正常通信。
• 它在数据链路层进行工作，通过物理介质来准备和发送帧。

4. 无线接入点（WAP）

• WAP允许无线设备连接到有线的网络。
• 它通过在数据链路层来操作，从而管理无线MAC地址。
• 它使用诸如Wi-Fi（IEEE 802.11）这样的协议来与各种设备进行通信。

5. 二层交换机

• 这些交换机是专门设计的，它们只工作在二层网络上，这与多层交换机不同。
• 负责使用MAC地址表来进行帧的转发。

注意：数据链路层容易受到诸如MAC欺骗或ARP攻击等攻击。了解设备和帧在这一层上的运作方式，有助于检测并减轻这些威胁。

数据链路层的局限性

• 有限的范围它仅能在本地网络中运行，无法处理不同网络之间的端到端通信。
• 间接成本的增加添加标题、尾注以及冗余数据（用于错误校正）会增大传输数据的体积。
• 错误处理依赖关系虽然它能够检测并纠正一些错误，但在处理更复杂的问题时，它仍然需要依赖上层模块来协助处理。
• 不具备路由功能数据链路层无法做出路由决策。它只能确保数据在同一网络段内传输。
• 资源使用情况流量控制和错误校正机制可能会消耗额外的处理能力和内存资源。

数据链路层的应用

• 局域网（LANs）它能够实现本地网络内各设备之间的可靠通信，所使用的协议包括以太网（IEEE 802.3）等。
• 无线网络（Wi-Fi）它负责处理无线网络中各设备之间的通信，所使用的协议包括IEEE 802.11等。此外，它还负责处理媒体的访问以及错误控制相关的问题。
• 交换机与MAC地址分配通过使用MAC地址来将数据帧转发到网络中的正确设备，从而方便交换机的操作。
• 点对点连接它被用于诸如PPP（点对点协议）这样的协议中，用于建立和管理两个节点之间的直接通信。