第三章 · 数据链路层：打包大师，局域江湖

------小dora计算机网络闯关记 · Vol.3

"比特送上门前，必须打包、贴地址、验真伪、避堵车，我全都负责！"

------链路层打工人·dora

一、链路层职责一览：小角色，大责任

数据链路层处于 OSI 模型第 2 层，位于物理层之上、网络层之下，是网络"可靠传输"的地基。

五大职责：

帧的封装与解封
差错检测与恢复
流量控制（防止"塞车"）
媒体接入控制（协调谁先说话）
链路地址管理（MAC地址识别）

🧠 小dora口诀：

"封装先打包，校验防跌倒；

拿话筒别抢，发太快我控；

MAC贴门牌，数据不走错。"

二、帧的封装：比特不能裸奔，要穿"协议马甲"

物理层传输的是无序比特流，链路层将其封装成"帧"，附加必要信息。

以太网帧结构：

css 复制代码

[前导码][目的MAC][源MAC][类型][数据][FCS]

字段名	功能描述
目的 MAC	数据要发给谁
源 MAC	谁发的这份数据
类型	表示数据中封装的协议类型
数据	上层数据（如 IP 包）
FCS	CRC 校验码，用于检测错误

🧠 巧记：

"先写地址后写信，最后盖章防假信。"

三、链路层差错检测：查得出但不一定改得了

物理传输易受干扰，链路层负责检查错误。

检错方法：

方法	原理	优缺点
奇偶校验	控制 1 的个数为奇或偶	简单但易被绕过
校验和	所有字节求和	效果中等，IP首部使用
CRC	二进制除法生成冗余码	检错能力强，广泛应用

🧠 记忆口诀：

"一看奇偶，二听和声，三除法才靠谱。"

⚠️ 注意：CRC能检测错误，但不能自动纠正。

四、差错恢复机制：ARQ，让我们有错能改

出现错误，链路层自动请求重发。

三大 ARQ 协议：

协议	特点
停止等待 ARQ	一次发一帧，等确认才继续，安全但慢
回退 N ARQ	连发多帧，出错回退出错帧及后续重发
选择重传 ARQ	只重传出错帧，效率最高

🧠 类比：

停止等待 = 新手司机（慢但稳）

回退 N = 连坐处罚

选择重传 = 精准补救

五、流量控制：谁来决定我该不该继续发？

发送方不能无节制地发，避免接收方缓冲溢出。

滑动窗口协议

定义"窗口大小"，允许连续发送帧数
接收方确认后窗口滑动，继续发后续帧

🧠 巧记：

"窗口未满能塞车，确认后才松口。"

六、媒体访问控制：共享链路就得排队说话

多个设备共享信道，避免冲突。

CSMA/CD 协议：

先监听信道是否空闲
若空闲则发送
发送时检测冲突
发生冲突则停止，随机退避后重试

🧠 顺口溜：

"先听后讲莫抢话，撞了退避别慌张。"

七、链路类型及 MAC 地址

链路类型	示例	共享链路	是否需访问控制
点对点	拨号、串口	否	否
广播型	以太网、WIFI	是	是

每个设备有唯一的 MAC 地址（如 AA:BB:CC:DD:EE:FF），用于局域网内识别。

八、小dora全章知识总结

复制代码

数据链路层
├─ 封帧机制（MAC头、类型、数据、CRC尾）
├─ 差错控制（CRC检错、ARQ恢复）
├─ 流量控制（滑动窗口）
├─ 访问控制（CSMA/CD）
├─ 地址识别（MAC地址）

例题及解析

例题 1：MAC帧地址识别

目的地址为 FF:FF:FF:FF:FF:FF 是哪种地址？

选项	分析
A. 单播	单播是单一设备地址，非全F，不符
B. 组播	组播地址最低位为1，但非全F
C. 广播	✅ 全F为以太网广播地址，发送给网络所有设备
D. 回环	回环是 IP 层概念，非 MAC 地址

例题 2：最适合检测突发错误的方法？

选项	分析
A. 奇偶校验	只能检测单个位错误，弱
B. 校验和	效果中等，不能有效检测突发错误
C. CRC	✅ 适合检测突发错误，广泛应用链路层检错
D. 重传机制	是恢复手段，不是检测方式

例题 3：滑动窗口协议优点？

选项	分析
A. 简单但效率低	不符合滑动窗口设计初衷
B. 提高信道利用率	✅ 通过连续发送多帧避免等待ACK带来的停顿
C. 一次只能发一帧	描述停止等待协议
D. 错误纠正能力强	纠错主要靠ARQ，非滑动窗口直接功能

例题 4：CSMA/CD 正确描述？

选项	分析
A. 冲突后随机退避	✅ 防止冲突再次发生，基于指数退避算法
B. 冲突后继续发	错误，会导致更多冲突
C. 固定退避时间	退避时间是随机且指数增加，非固定
D. 不监听信道	错误，监听信道是基础步骤

例题 5：综合题------以太网帧处理流程？

答题思路示范：

网络层数据被封装为以太网帧（加源、目的MAC，FCS）
发送前监听信道（Carrier Sense）
信道空闲，开始发送
发送时检测冲突，若有冲突则停止发送，执行退避
接收方做CRC校验检测错误
出错请求重发（ARQ）
滑动窗口机制控制发送节奏，防止接收端溢出

小dora语录 · 第三话

"封包，是我；查错，是我；

你抢网线时，替你撞南墙的，还是我。"