计算机网络（二）：物理层和数据链路层

物理层考虑的是如何在连接计算机的传输媒体上传输数据比特流，主要针对的是01的比特流数据。出于更友好的控制01数据，差错检验（比如0变成了1），链路选择等问题，在物理层上抽象出了数据链路层。
相比较而言，物理层类比于机器语言，数据链路层类比于汇编语言。

说白了就是传输01的数据，相对而言，物理层和硬件打交道比较多，比如传播的介质——光缆，信道复用技术等。关于物理层，更多的是一个底层的传输媒介。

数据链路层的作用

正如在上一节所讲，网络层传输的是主机间的通信，而物理层是具体的实现方法，那么出于中间的数据链路层其作用是什么呢？
可以简答的认为数据链路层是起到一个中间的承载的作用。即将网络层的数据（IP数据报）添加上必要的信息（头和尾）后使用物理层来转发，这其中包括头里面的目标主机的地址，起始结束标识，填充等。另外还有差错检验。
数据链路的含义应该理解为整个网络中的一个段。这个段的两头是主机或者路由器等通信设备。

上图中主机和路由器间，路由器和主机间的线路就是数据链路。
可以看出路由器只有三层，因为路由器中没有主机之类的多进程概念，因此只需要定位到一个具体的ip即可。

数据包装

我们知道物理层传输的是01，那么数据链路层传递的是什么呢？
可以做两层理解：1.物理层01的抽象；2.网络层数据的包装
具体来说，网络层的数据单元为IP数据报（简称数据报，分组或包），这些数据单元只是数据，并不包含目的地信息等。因此数据链路层会给IP数据报添加上头尾信息组成帧（frame），然后在通过物理层传输。

具体实现

数据链路层实现承接网络层和物理层主要是通过三个问题解决的：封装成帧，透明传输，差错检验

• 封装成帧
  即在IP数据报上添加首部和尾部，构成一个帧。首部和尾部主要的作用是表示该帧的起始和结尾。可以得出填充的头和尾都是特殊的ASCII码。

• 透明传输
  如果IP数据报中含有和帧的首尾一样的特殊字符怎么办呢？这是就是用填充来实现。即数据链路层除了给IP数据报添加头尾之外，还会检查IP数据报的内容，如果发现有特殊字符，则添加填充。同样，另一端的数据链路层收到帧后会检查IP数据报的部分，请删除填充字符。

• 差错检验
  即传输的数据出现问题吧，比如0变成1，此时使用检验方法——比如循环冗余检验CRC等。
  该方法也需要额外的填充数据来实现。

关于差错检验，需要明确的是，数据链路层值提供帧本身的差错检验，关于帧的重复，帧的丢失则没有应付措施，这部分的检验是TCP来实现的。