資料鏈結層的主要功能：1、將資料組合成資料塊，封裝成訊框；2、錯誤控制；3、流量控制；4、鏈路控制；5、MAC尋址；6 、區分資料及控制資訊；7、透明傳輸。
本教學操作環境：windows10系統、Dell G3電腦。
資料鏈結層的主要功能
#1. 成幀(幀同步)---將數據組合成資料塊，封裝成訊框
為了提供網路層服務，資料鏈結層必須使用實體層提供的服務。而實體層是以位元流進行傳輸的，這種位元流並不保證在資料傳輸過程中沒有錯誤，接收到的位元數量可能少於、等於或多於發送的位元數量。而且它們還可能有不同的數值，這時資料鏈結層為了能實現資料有效的錯誤控制，就採用了一種”訊框”的資料區塊進行傳輸。而要採幀格式傳輸，就必須有對應的幀同步技術，這就是資料鏈結層的”成幀”（也稱為”幀同步”）功能。
採用訊框傳輸方式的好處是：在發現有資料傳送錯誤時，只需將有錯誤的訊框再次傳送，而不需要將全部資料的位元流進行重傳，這就在傳送效率上將大大提高。
採用訊框傳輸方式的好處是帶來了兩方面的問題：
(1)如何辨識影格的開始與結束；
# (2)在夾雜著重傳的資料幀中，接收方在接收到重傳的資料幀時是辨識成新的資料幀，還是辨識成重傳幀呢？這就要靠資料鏈結層的各種”幀同步”技術來識別了。 「幀同步」技術既可使接收方能從並不是完全有序的比特流中準確地區分出每一幀的開始和結束，同時還可識別重傳幀。
2. 錯誤控制
#在資料通訊過程中可能會因實體連結效能和網路通訊環境等因素，難免會出現一些傳送錯誤，但為了確保資料通訊的準確，又必須讓這些錯誤發生的幾率盡可能低。這項功能也是在資料鏈路層實現的，就是它的」差錯控制」功能。
在數位或資料通訊系統中，通常利用抗干擾編碼進行錯誤控制。一般分為4類：前向糾錯（FEC）、回饋偵測（ARQ）、混合糾錯（HEC）及訊息回饋（IRQ）。
FEC方式是在訊息碼序列中，以特定結構加入足夠的冗餘位元–稱為」監督元」（或」校驗元」）。接收端解碼器可以依照雙方約定的這種特定的監督規則，自動辨識出少量差錯，並能加以修正。 FEC最適合於即時的高速資料傳輸的情況。
在非即時資料傳輸中，常用ARQ錯誤控制方式。解碼器對接收碼組逐一依編碼規則偵測其錯誤。如果無誤，向發送端回饋」確認」ACK訊息；如果有錯，則回饋回ANK訊息，以表示請求發送端重複發送剛剛發送過的此訊息。 ARQ方式的優點在於編碼冗餘位元較少，可以有較強的檢錯能力，同時編解碼簡單。由於檢錯與通道特徵關係不大，在非即時通訊中具有普遍應用價值。
HEC方式是上述兩種方式的有機結合，即在糾錯能力內，實行自動糾錯；而當超出糾錯能力的錯誤位數時，可以透過偵測而發現錯碼，無論錯碼多少都可以利用ARQ方式進行糾錯。
IRQ方式是一種全回執式最簡單錯誤控制方式。在該檢錯方式中，接收端將收到的信碼原樣轉發回發送端，並與原始發送信碼相比較，若發現錯誤，則發送端再進行重發。只適於低速非即時數據通信，是一種較原始的做法。
3. 流量控制
#在雙方的資料通訊中，如何控制資料通訊的流量同樣非常重要。它既可以確保資料通訊的有序進行，還可避免通訊過程中不會出現因為接收方來不及接收而造成的資料遺失。這就是資料鏈結層的”流量控制”功能。
資料的發送與接收必須遵循一定的傳送速率規則，可以使得接收方能及時接收發送方發送的資料。且當接收方來不及接收時，就必須及時控制發送方資料的發送速率，使兩方面的速率基本匹配。
4. 鏈路控制
資料鏈路層的」鏈路管理」功能包括資料鏈路的建立、維持和釋放三個主要方面。
當網路中的兩個節點要進行通訊時，資料的發送方必須確知接收者是否已處在準備接收的狀態。為此通信雙方必須先交換一些必要的信息，以建立一條基本的數據鏈路。在傳輸資料時要維持資料鏈路，而在通訊完畢時要釋放資料鏈路。
5. MAC尋址
這是資料鏈結層中的MAC子層主要功能。這裡所說的」尋址」與下一章將要介紹的」IP位址尋址」是完全不一樣的，因為此處所尋找的位址是電腦網路卡的MAC位址，也稱為」實體位址」、」硬體位址”，而不是IP位址。
在乙太網路中，採用媒體存取控制（Media Access Control, MAC）位址進行尋址，MAC位址被燒入每個乙太網路卡中。這在多點連接的情況下非常必需，因為在這種多點連接的網路通訊中，必須保證每一幀都能準確地送到正確的位址，接收方也應知道發送方是哪一個站。
6. 區分數據和控制資訊
#由於數據和控制資訊都是在同一通道中傳輸，在許多情況下，數據和控制資訊處於同一幀中，因此一定要有相應的措施使接收方能夠將它們區分開來，以便向上傳送僅是真正需要的資料資訊。
7. 透明傳輸
這裡所說的」透明傳輸」是指可以讓無論是哪一種位元組合的數據，都可以在資料鏈路上進行有效傳輸。這就需要在所傳資料中的位元組合剛好與某一個控制資訊完全一樣時，能採取相應的技術措施，使接收方不會將這樣的資料誤認為是某種控制資訊。只有這樣，才能保證資料鏈結層的傳輸是透明的。
註：在以上七大連結層功能中，主要的還是前面的五項，後面兩項功能是在前五項功能中附帶實現的，無需另外的技術，所以在此僅介紹前面五項功能。
連結層提供給網路層的服務
資料鏈結層的設計目標就是為網路層提供各種需要的服務。實際的服務隨系統的不同而不同，但是一般情況下，資料鏈結層會向網路層提供以下三種類型的服務：
1. 無確認的無連接服務
「無確認的無連線服務」是指來源電腦向目標電腦發送獨立的幀，目標電腦不會對這些幀進行確認。這種服務，事先無需建立邏輯連接，事後也不用解釋邏輯連接。正因如此，如果因為線路上的原因造成某一幀的資料遺失，則資料鏈結層不會偵測到這樣的遺失幀，也不會恢復這些幀。出現這種情況的後果是可想而知的，當然在錯誤率很低，或者對數據的完整性要求不高的情況下（如話音數據），這樣的服務還是非常有用的，因為這樣簡單的錯誤可以交給OSI上面的各層來恢復。如大多數區域網路在資料鏈結層所採用的服務也是無確認的無連線服務。
2. 有確認的無連線服務
為了解決以上「無確認的無連線服務」的不足，提高資料傳輸的可靠性，引入了“有確認的無連接服務”。在這種連接服務中，來源主機資料鏈結層必須對每個發送的資料幀進行編號，目的主機資料鏈結層也必須對每個接收的資料幀進行確認。如果來源主機資料鏈結層在規定的時間內未接收到所傳送的資料幀的確認，那麼它需要重發該訊框。這樣發送方知道每一幀是否正確地到達對方。這類服務主要用於不可靠頻道，如無線通訊系統。它與下面將要介紹的「有確認的面向連接服務」的不同之處在於它不需要在幀傳輸之前建立資料鏈路，也不要在幀傳輸結束後釋放資料鏈路。
3. 有確認的面向連線服務
#大多數資料鏈結層都採用向網路層提供面向連線確認服務。利用這種服務，來源電腦和目標電腦在傳輸資料之前需要先建立一個連接，該連接上發送的每一幀也都被編號，資料鏈路層保證每一幀都會被接收到。而且它還保證每一幀只被按正常順序接收一次。這也正是面向連線服務與前面介紹的「有確認無連線服務」的差別，在無連線有確認的服務中，在沒有偵測到確認時，系統會認為對方沒收到，於是會重發數據，而由於是無連接的，所以這樣的數據可能會復發多次，對方也可能接收多次，造成數據錯誤。這種服務類型存在3個階段，分別是：資料鏈路建立、資料傳輸、資料鏈路釋放階段。每個傳送的訊框都被編號，以確保訊框傳輸的內容與順序的正確性。大多數廣域網路的通訊子網路的資料鏈結層採用面向連線確認服務。
乙太網路採用無連線的工作方式，讀取傳送的資料幀不進行編號，也不要求對方發回確認。目的站收到有差錯的幀就把他丟棄，不採取其他行為。
其他知識點
#區域網路的優點：具有廣播功能，從一個網站可以很方便的存取全網；便於系統的擴展和逐漸演變；提高了系統的可靠性、可用性和生存性。
乙太網路所採用的協定是具有衝突偵測的載波監聽多點存取CMSA/CD。協議的要點是：發送前先監聽，便發送邊監聽，一旦發現總線上出現了碰撞，就立即停止發送。然後按照退避演算法等待一段隨機時間後再發送。因此，每一個站在自己發送資料之後的一小段時間內，就存在著遭遇碰撞的可能性。乙太網路上各站點都平等的爭用乙太網路頻道。
更多相關知識，請造訪常見問題欄位！
以上是資料鏈路層的主要功能是什麼的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！
