🎯 课程摘要：本节课从网络体系结构角度阐明数据链路层的地位，介绍数据包在逐层封装/解封过程中的数据流动，并重点辨析"链路"与"数据链路"的概念区别，以及数据链路层使用的信道类型，为后续学习数据链路层的三个重要问题奠定基础。
- 概念定义：数据链路层位于五层协议栈的第二层（物理层之上、网络层之下），负责在相邻节点间的链路上实现数据帧的可靠传输。
- 原理解析（以主机 H1 → H2 通信为例）：
- 拓扑：局域网 1 中的主机 H1 → 路由器 R1 → 广域网 → 路由器 R2 → 局域网 2 中的主机 H2。
- 发送端（H1）：数据按网络体系结构 自上而下逐层封装，物理层将数据链路层封装好的 PDU 看作比特流并转换成电信号发送。
- 路由器（R1、R2）：从物理层逐层 解封 到网络层，取出目的地址，查转发表找下一跳，再向下逐层封装后发送。路由器转发时仅使用物理层、数据链路层、网络层。
- 接收端（H2）：按网络体系结构 自下而上逐层解封，最终取出 H1 发送的数据。
- 简化视角：学习数据链路层时，可只关注数据链路层本身，忽略其他各层。数据可想象成在各相关设备的 数据链路层之间沿水平方向传送。
- ⚠️ 重点/考点：H1 到 H2 的通信由三段不同的数据链路层通信组成（H1→R1、R1→R2、R2→H2），这三段可能采用 不同的数据链路层协议。
| 对比项 | 链路（Link） | 数据链路（Data Link） |
|---|
| 定义 | 从一个节点到相邻节点的一段物理线路（有线或无线），中间无其他交换节点 | 基于链路，加上实现通信协议的硬件和软件 |
| 组成 | 物理线路本身 | 链路 + 通信协议（硬件 + 软件） |
| 实现载体 | 传输媒体 | 网络适配器（网卡）+ 相应软件驱动程序 |
| 功能层次 | 物理层面 | 数据链路层功能 |
- ⚠️ 重点/考点：
- 网络中主机间通信路径一般由多段链路构成（如 H1→R1、R1→R2、R2→H2 共三段链路）。
- H1 与 R2 之间包含中间节点（路由器 R1），不能称为"链路"，只能称为"通信路径"。
- 一般网络适配器都包含了 物理层和数据链路层 两层的功能。
- 概念定义：帧（Frame）是数据链路层对等实体之间在水平方向进行逻辑通信的协议数据单元（PDU）。
- 原理解析：
- 可以认为帧是在通信双方数据链路层的对等实体之间沿水平方向直接传送的。
- 为简单起见，不必考虑网络体系结构中其他各层，可专注于数据链路层对等实体间的帧传输。
| 信道类型 | 特点 | 典型协议 |
|---|
| 点对点信道 | 一对一通信，不会发生碰撞 | PPP 协议 |
| 广播信道 | 一对多通信，需解决碰撞问题 | 以太网（CSMA/CD） |
- 助教补充：广播信道上多个主机共享同一信道，必须采用介质访问控制协议来协调发送，避免数据碰撞；点对点信道则无需此机制。
- 数据链路层在五层体系结构中处于物理层与网络层之间，负责相邻节点间帧的传输。
- 数据包在发送端逐层封装、在路由器逐层解封到网络层再转发、在接收端逐层解封。
- 链路 = 一段物理线路；数据链路 = 链路 + 通信协议（硬件和软件）。
- 帧是数据链路层的 PDU，在对等实体间水平方向逻辑传送。
- 数据链路层使用两种信道：点对点信道（一对一）和广播信道（一对多，需处理碰撞）。
- 链路与数据链路有何区别？为什么说"数据链路"包含了"链路"？
- 主机 H1 经过路由器 R1、R2 与主机 H2 通信，该通信路径包含几段链路？为什么 H1 到 R2 不能称为一条链路？
- 路由器在转发数据包时使用了协议栈的哪几层？为什么不到达运输层和应用层？
- 数据链路层使用的信道类型有哪两种？它们在通信方式上有何根本区别？