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2024年5月27日发(作者：新手入门必备12张表格)
数据链路层传输数据的基本单位
数据链路层是OSI模型中的第二层，主要负责将网络层提供的数据包
转换为物理层可以传输的比特流，并且在传输过程中进行差错检测和
纠正。在数据链路层中，传输数据的基本单位是帧（Frame），本文
将详细介绍帧的组成和传输过程。
一、帧的组成
帧由三个部分组成：首部（Header）、数据（Data）和尾部
（Trailer）。其中，首部和尾部也称为帧头（Frame Header）和帧尾
（Frame Trailer），它们是固定长度的字段，用于标识帧的起始和结
束位置。数据则是可变长度的字段，用于携带网络层提供的数据包。
1. 帧头
帧头包含了以下信息：
(1) 前导码（Preamble）：用于同步发送方和接收方时钟信号。它由
一组连续且相同的比特构成，通常为10101010。
(2) 目标地址（Destination Address）：指示接收方MAC地址。
(3) 源地址（Source Address）：指示发送方MAC地址。
(4) 类型/长度字段（Type/Length Field）：用于指示数据字段中携带
的协议类型或数据长度。如果该字段值小于等于1500，则表示携带的
是长度信息；如果该字段值大于1500，则表示携带的是协议类型信息。
2. 数据
数据字段是可变长度的，用于携带网络层提供的数据包。它的长度取
决于网络层提供的数据包长度。
3. 帧尾
帧尾包含了以下信息：
(1) 帧校验序列（Frame Check Sequence，FCS）：用于检测帧在传
输过程中是否发生差错。它通常是一个32位的循环冗余校验（CRC）
码。
(2) 帧结束标志（Frame End Delimiter）：用于标识帧的结束位置。
它由一组连续且相同的比特构成，通常为10101011。
二、帧的传输过程
帧在物理层以比特流的形式进行传输。发送方将帧转换为比特流后，
通过物理介质发送到接收方。接收方接收到比特流后，将其转换为原
始帧，并进行差错检测和纠正。
1. 帧转换为比特流
首先，发送方需要将每个比特从高位到低位依次传输。其次，每个字
节之间需要插入一个定界符来分隔不同字节。最后，在每个字节前添
加一个前导码来同步时钟信号。
2. 比特流通过物理介质传输
比特流通过物理介质传输时，需要考虑以下因素：
(1) 信道带宽：指在单位时间内可以传输的比特数。如果发送方的比特
流速率超过了信道带宽，则会发生拥塞。
(2) 传输距离：指从发送方到接收方的物理距离。如果距离过远，则会
发生信号衰减和噪声干扰。
(3) 传输介质的性质：不同的物理介质具有不同的传输性质，如传播延
迟、带宽、抗干扰能力等。
3. 比特流转换为原始帧
接收方将接收到的比特流转换为原始帧后，需要进行差错检测和纠正。
差错检测和纠正通常使用循环冗余校验（CRC）码来实现。如果检测
到差错，则丢弃该帧；否则，将数据字段提取出来，并将其交给上层
协议处理。
三、总结
帧是数据链路层中传输数据的基本单位，由首部、数据和尾部三个部
分组成。在物理层中，帧被转换为比特流并通过物理介质进行传输。
在接收方，比特流被转换为原始帧，并进行差错检测和纠正。帧的组
成和传输过程对于理解数据链路层的工作原理具有重要意义。
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