一、封装成帧

封装成帧 (framing) 就是在一段数据的前后分别添加首部和尾部，然后就构成了一个帧。确定帧的界限。
首部和尾部的一个重要作用就是进行帧定界。
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MTU 一千五百字节

帧定界举例

当数据是由可打印的 ASCII 码组成的文本文件时，帧定界可以使用特殊的帧定界符。
SOH (Start Of Header) ：十六进制编码为01
EOT (End Of Transmission)：十六进制编码为04
控制字符 SOH 放在一帧的最前面，表示帧的首部开始。另一个控制字符 EOT 表示帧的结束。
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ASCII编码

二、透明传输

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解决透明传输问题

解决方法：字节填充 (byte stuffing) 或字符填充 (character stuffing)。
发送端的数据链路层在数据中出现控制字符“SOH”或“EOT”的前面插入一个转义字符
“ESC” (其十六进制编码是 1B)。
接收端的数据链路层在将数据送往网络层之前删除插入的转义字符。
如果转义字符也出现在数据当中，那么应在转义字符前面插入一个转义字符 ESC。当接收端收到连续的两个转义字符时，就删除其中前面的一个。
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三、差错检测

在传输过程中可能会产生比特差错：1 可能会变成 0 而 0 也可能变成 1。
在一段时间内，传输错误的比特占所传输比特总数的比率称为误码率 BER (Bit Error
Rate)。
误码率与信噪比有很大的关系。
为了保证数据传输的可靠性，在计算机网络传输数据时，必须采用各种差错检测措施。
处理差错的常用措施：纠错和检错
注意！任何校验方式都是事先规定好的！

纠错与检错

纠错码举例——海明码
（由于插入过多冗余信息，导致传输效率低）
现在的网络基本不用纠错码了，一般用检测码

检错码举例：
– 校验和
√ 0x21 0x23 0x5d 0x1a 0x47 0x8b 0x05 0x1c 0x1ae
√ 0x21 0x23 0x5d 0x1a 0x47 0x8b 0x05 0x1c 0xae
– 奇偶校验（容易漏检）
– 循环冗余码（CRC）
（具有很强的检错能力）

循环冗余检验的原理

在数据链路层传送的帧中，广泛使用了循环冗余检验 CRC（Cyclical Redundancy Check）的检错技术。
• CRC 检错思想：
收发双方约定一个生成多项式P(x)（其最高阶和最低阶系数必须为1），发送方在信息帧的末尾加上校验码R(x) ，使带校验码的帧的多项式能被P(x)整除；接收方收到后，用P(x)除多项式，若有余数，则传输过程有错（无法确定错误位置和数量）。若余数为零，有错的可能性很小。

CRC检错能力

CRC检错能力极强，开销小，易于用编码器及检测电路实现。
从其检错能力来看，它所不能发现的错误的几率非常低。
从性能上和开销上考虑，均远远优于奇偶校验及校验和等方式。

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冗余码的计算

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补充：什么是模2运算？加法无进位，减法无借位
等同于异或的概念

冗余码的计算举例

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冗余码计算关键问题

注意需添加的位数为多项式位数减一；
每次运算只向后移1位，也即每次被除数与多项式位数相同，此时最高位为1则商1，为0则商0；
最后余数不足n（添加的位数）位的前面需要补充0
注意模二运算

接收端CRC检验

(1) 若得出的余数 R = 0，则判定这个帧没有差错，就接受(accept)。
(2) 若余数 R ≠ 0，则判定这个帧有差错，就丢弃。
但这种检测方法并不能确定究竟是哪一个或哪几个比特出现了差错。
只要经过严格的挑选，并使用位数足够多的除数 P，那么出现检测不到的差错的概率就很小很小。

仅用循环冗余检验 CRC 差错检测技术只能做到无差错接受 (accept)。
“无差错接受”是指：“凡是接受的帧（即不包括丢弃的帧），我们都能以非常接近于 1 的概率认为这些帧在传输过程中没有产生差错”。
也就是说：“凡是接收端数据链路层接受的帧都没有传输差错”（有差错的帧就丢弃而不接受）。

例题：
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差错检测是否能够保证可靠传输？
– 差错检测只能实现比特传输错误检测
– 应当明确，“无比特差错”与“无传输差错”是不同的概念。
– 传输错误还可能出现：帧丢失、帧重复、帧失序
在数据链路层使用 CRC 检验，能够实现无比特差错的传输，但这还不是可靠传输。
要做到“可靠传输”（即发送什么就收到什么）就必须再加上确认和重传机制。
本章介绍的数据链路层协议都不是可靠传输的协议。