概述
封装成帧：应用层提供“协议数据单元”，运输层、网络层提供协议首部，数据链路层添加帧头帧尾，最终在物理层传播。
差错检测：接收方通过帧尾的检错码和检错算法进行检错
可靠传输：实现对方发送什么自己就能接受什么
封装成帧
1）数据链路层为上层传入的协议数据单元添加帧头和帧尾，包含重要的控制信息
2）帧头和帧尾可以用来“帧定界”
3）透明传输：对上层的协议数据单元内容没有限制，能够适应各种数据。例如数据中出现和帧头或帧尾相同的部分，通过添加转移字符避免接收方误判
最大传送单元MTU：帧的数据部分的长度上限
差错检测
奇偶校验：
在待发送数据后添加1位奇偶校验位，表示整个数据（包含奇偶校验位）中“1”的个数是否为奇数
缺点：当发生错误位数为偶数个时，无法检验出错误
循环冗余校验：
1）收发双方约定好一个生成多项式
2）发送方基于待发送的数据和生成多项式计算出差错检测码，将其添加到待传输数据的后面一起传输
3）接收方通过生成多项式来计算收到的数据是否产生了误码
生成多项式必须包含最低次项，也就是1
检错码只能检测是否有差错，但不能定位错误，因此无法纠错
要想纠正传输中的差错，可以使用纠错码，但开销比较大，在计算机网络中较少使用
可靠传输
概述
数据链路层向上层提供的服务类型
不可靠传输服务：仅仅丢弃有误码的帧，其他什么也不做
可靠传输服务： 想办法实现发送端发送什么，接收端就收到什么
1）有线链路的误码率较低，不要求数据链路层向上提供可靠传输服务；无线链路易受干扰，误码率较高，要求数据链路层必须向上层提供可靠传输服务
2）除比特差错外，其他层的传输差错还包括分组丢失，分组失序、分组重复
3）除数据链路层，其他各层均可选择实现可靠传输
可靠传输实现机制
停止-等待协议SW
原理：
1）停止-等待：除了起始与结束外，通信双方只有接受对方消息后才会发送消息，发送消息后进入等待状态
2）回复：接收方检测是否有误码，无错误回复“ACK”，反之回复“NAK”令发送方重传
3）超时重传：发送方长时间未收到回复会触发“超时重传”，时间一般略大于“从发送方到接收方的平均往返时间”
4）编号：为避免丢失、延迟等问题造成混乱，需要为发送方的数据与接收方的数据编号。因为停止-等待协议的停等特性，所以编号只需要一位，01交替即可
信道利用率：
1）$ T_D $：发送数据分组所消耗的发送时延
2）$ RTT $：收发双方之间的往返时间
3）$ T_A $：接收方发送确认分组所消耗的发送时延
公式：信道利用率$ U=\frac{T_D}{T_D+RTT+T_A} $
回退N帧协议GBN
对停止-等待协议进行改进，增大了发送窗口，使得能够一次发送更多数据，当出错时也要重发多组数据
窗口尺寸：
发送窗口尺寸$ W_T:1<W_T<2^n-1 $，n 是构成分组序号的位数。当$ W_T=1 $时，即为停止-等待协议。$ W_T $过大时，发送方重传数据，接收方无法区分新旧数据分组
接收窗口尺寸$ W_R:W_R=1 $，接收方只能按需接受数据分组
传输过程：
1）发送方可以一次发送多个在发送窗口内的数据
2）接收方接收到序号对应接受窗口内的数据，才会移动接受窗口一个位置
3）接收方不一定要对数据分组逐个发送确认，而是可以在几个数据分组后，对按序到达的最后一个数据分组发送确认。ACKn 表示序号为 n 及以前的所有数据分组都已正确接收
4）发送方只有收到已发送数据的确认后才能移动发送窗口
5）接收方对于有误码的数据会丢弃，后续接受数据序号也会错误，接收方会被不断发送之前的确认信息
6）当发送方收到重复的确认时，会在超时重传之前提前重传。这一位置之后传输正确的部分也会一起重传，所以叫”回退 N 帧协议“
选择重传协议SR
对回退 N 帧协议改进，增大了接收窗口，使得能够接收更多数据，重发时只重发出错的部分
窗口尺寸：
发送窗口尺寸$ W_T:1<W_T\le2^{n-1} $，n 是构成分组序号的位数。当$ W_T=1 $时，即为停止-等待协议。$ W_T $过大时，发送方重传数据，接收方无法区分新旧数据分组
接收窗口尺寸$ W_R: $。当$ W_T=1 $时，即为回退 N 帧协议
传输过程：
1）发送方可以在未收到确认分组的情况下，将发送窗口内的数据全部发送
2）接收方将接收的无误码的数据放入接收窗口，并逐一发送 ACK。当窗口将滑过未接受数据的编号时会停止滑动，等待接收数据
3）发送方接收确认后会进行记录避免超时重传。当窗口将滑过未接受确认的编号时会停止滑动，等待超时重传
点对点 PPP 协议
帧格式
1）标志字段（Flag）：PPP的帧定界符，取值 0x7E
2）地址字段（Address）：预留，无作用，取值 0xFF
3）控制字段（Control）：预留，无作用，取值 0x03
4）协议字段（Protocol）：指明帧的数据部分使用哪个协议
取值 0x0021 ：使用 IP 数据报
取值 0xC021 ：使用 LCP 数据报
取值 0x8021 ：使用 NCP 数据报
5）帧检验序列字段（Frame Check Sequence）：用于CRC校验
实现透明传输
面向字节的异步链路——插入转移字符的字节填充法
发送方处理：
1）原数据中，每个“7E”中间插入“D5”，转换成“7D，5E”
2）原数据中，每个“7D”后接“5D”，转换成“7D，5D”
3）原数据中，每个ASCII码控制字符（数值小于0x20的字符）前插一个“7D”同时自增“0x20”
接收方处理：
1）进行反变换恢复数据
面向比特的同步链路——插入比特0的比特填充法
发送方处理：只要发现5个连续的‘1’，立刻插入1个‘0’
接收方处理：只要发现5个连续的‘1’，立刻删除1个‘0’
实现差错检测
接收方每收到一个 PPP 帧就进行CRC检验。若错误，则直接丢弃帧
使用 PPP 的数据链路层向上不提供可靠传输服务