數(shù)據(jù)鏈路層的功能

差錯控制一個實(shí)用的通信系統(tǒng)必須具備發(fā)現(xiàn)(即檢測)這種差錯的能力，并采取某種措施糾正之，使差錯被控制在所能允許的盡可能小的范圍內(nèi)，這就是差錯控制過程，也是數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能之一。對差錯編碼(如奇偶校驗(yàn)碼，檢查和或CRC)的檢查，可以判定一幀在傳輸過程中是否發(fā)生了錯誤。一旦發(fā)現(xiàn)錯誤，一般可以采用反饋重發(fā)的方法來糾正。這就要求接收方收完一幀后，向發(fā)送方反饋一個接收是否正確的信息，使發(fā)送方所在此作出是不需要重新發(fā)送的決定，也即發(fā)送方僅當(dāng)收到接收方已正確接收的反饋信號后才能認(rèn)為該幀已經(jīng)正確發(fā)送完畢，否則需要重新發(fā)送直至正確為止。物理信道的突發(fā)噪聲可能完全“淹沒”一幀，即使得整個數(shù)據(jù)幀或反饋信息幀丟失，這將導(dǎo)致發(fā)送方永遠(yuǎn)收不到接收方發(fā)來的反饋信息，從而使傳輸過程停滯.為了避免出現(xiàn)這種情況，通常引入計時器(Timer)來限定接收方發(fā)回反饋信息的時間間隔，當(dāng)發(fā)送方發(fā)送一幀的同時也啟動計時器，若在限定時間間隔內(nèi)未能收到接收方的反饋信息，即計時器超時(Timeout)，則可認(rèn)為傳的幀已出錯或丟失，繼而要重新發(fā)送。由于同一幀數(shù)據(jù)可能被重復(fù)發(fā)送多次。為了防止發(fā)生這種危險，可以采用對發(fā)送的幀編號的方法，即賦予每幀一個信號，從而使接收方能從該序號來區(qū)分是新發(fā)送來的幀還是已經(jīng)接收但又重新發(fā)送來的幀，以此來確定要不要將接收到的幀遞交給網(wǎng)絡(luò)層。數(shù)據(jù)鏈路層通過使用計數(shù)器和序號來保證每幀最終都被正確地遞交給目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)層一次。

流量控制流量控制并不是數(shù)據(jù)鏈路層所特有的功能，許多高層協(xié)議中也提供流時控功能，只不過流量控制的對象不同而已。比如，對于數(shù)據(jù)鏈路層來說，控制的是相鄰兩節(jié)點(diǎn)之間數(shù)據(jù)鏈路上的流量，而對于傳輸層來說，控制的則是從源到最終目的之間端的流量。由于收發(fā)雙方各自使用的設(shè)備工作速率和緩沖存儲的空間的差異，可能出現(xiàn)發(fā)送方發(fā)送能力大于接收方接收能力的現(xiàn)象，如若此時不對發(fā)送方的發(fā)送速率(也即鏈路上的信息流量)作適當(dāng)?shù)南拗?，前面來不及接收的幀將被后面不斷發(fā)送來的幀“淹沒”，從而造成幀的丟失而出錯。由此可見，流量控制實(shí)際上是對發(fā)送方數(shù)據(jù)流量的控制，使其發(fā)送率不致超過接收方所能承受的能力。這個過程需要通過某種反饋機(jī)制使發(fā)送方知道接收方是否能跟上發(fā)送方，也即需要有一些規(guī)則使得發(fā)送方知道在什么情況下可以接著發(fā)送下一幀，而在什么情況下必須暫停發(fā)送，以等待收到某種反饋信息后繼續(xù)發(fā)送。

鏈路管理功能主要用于面向連接的服務(wù)。當(dāng)鏈路兩端的節(jié)點(diǎn)要進(jìn)行通信前，必須首先確認(rèn)對方已處于就緒狀態(tài)，并交換一些必要的信息以對幀序號初始化，然后才能建立連接，在傳輸過程中則要能維持該連接。如果出現(xiàn)差錯，需要重新初始化，重新自動建立連接。傳輸完畢后則要釋放連接。數(shù)據(jù)連路層連接的建立維持和釋放就稱作鏈路管理。在多個站點(diǎn)共享同一物理信道的情況下(例如在LAN中)如何在要求通信的站點(diǎn)間分配和管理信道也屬于數(shù)據(jù)鏈路層管理的范疇。

異步協(xié)議以字符為獨(dú)立的信息傳輸單位，在每個字符的起始處開始對字符內(nèi)的比特實(shí)現(xiàn)同步，但字符與字符之間的間隔時間是不固定的(即字符之間是異步的)。由于發(fā)送器和接收器中近似于同 一頻率的兩個約定時鐘，能夠在一段較短的時間內(nèi)保持同步，所以可以用字符起始處同步的時鐘來采樣該字符中的各比特，而不需要每個比特再用其它方法同步。異步協(xié)議中因?yàn)槊總€傳輸字符都要添加諸如起始位、校驗(yàn)位及停止位等冗余位，故信道利用率很低，一般用于數(shù)據(jù)速率較低的場合。

同步協(xié)議同步協(xié)議是以許多字符或許多比特組織成的數(shù)據(jù)塊——幀為傳輸單位，在幀的起始處同步，使幀內(nèi)維持固定的時鐘。實(shí)際上該固定時鐘是發(fā)送端通過某種技術(shù)將其混合在數(shù)據(jù)中一并發(fā)送出去的，供接收端從輸入數(shù)據(jù)中分離出時鐘來，實(shí)現(xiàn)起來比較復(fù)雜，這個功能通常是由解調(diào)器來完成。由于采用幀為傳輸單位，所以同步協(xié)議能更有效地利用信道，也便于實(shí)現(xiàn)差錯控制、流量控制等功能。同步協(xié)議又可分為面向字符的同步協(xié)議、面向比特的同步協(xié)議及面向字節(jié)計數(shù)的同步協(xié)議三種類型。