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数据链路层介于物理层和网络层之间，主要功能是在物理层提供服务的基础上为网络层提供服务，对物理层中传输的原始比特流的功能进行加强，将物理层提供的可能出错的物理链接，改造成为逻辑上无错的数据链路（物理层不提供容错机制），使之对网络层表现为无错的数据链路。主要的功能是向网络层提供透明的可靠的数据传送服务。最基本的服务是将源机网络层来的数据可靠地传输到相邻节点的目标机网络层。
要完成改造过程，就要具备一系列相应的功能，主要有三个：成帧，传输，控制。
成帧：数据在数据链路层中是以数据块的形式传输的，这种数据块被称为帧，因为物理层传输的是连续不间断的01比特流，而且因为带宽和数据交换技术的不同，所以网络中很难保持计时的同步，所以不能依靠计时来确定一帧的起始和终止，所以必须要对01比特流进行处理，以方便在原始比特流中区分出每一帧的起始和开始，进而还原出原始数据。成帧过程中对数据进行分割，使之成为加工好的帧，这个过程叫做帧同步。
帧同步的方式最普遍的方式有四种（正确发送，正确接收采用如下四种方式保证发送数据的完整性）： 1：使用字符填充的首尾定界符法 2：使用比特填充的收尾标志法 3：违法编码法 4：字节计数法
在完成成帧以后，下一个任务就是将帧进行传输，在传输过程中主要有两个问题要解决：检测和纠正传输过程中的错误；解决发送方和接收方网速不同的问题。
1.差错控制（控制正确传输）： 无论是OSI模型还是TCP/IP模型，各层之间的传输都是虚传输，只有物理层上的传输是实传输，实际上传输的都是01比特流，那么物理层实际上就是不同的传输介质，例如光纤，同轴电缆，双绞线，既然是物理传输，那么就肯定要收到物理因素的影响，例如电阻，电压，电磁，电火花，短路等等的影响，这个时候就会产生噪声，使比特流受影响，另外，发送方接收方的速率不同，也会导致同一数据 帧发送多次或者接受多次。所以数据链路层就要拥有发现和纠正错误的能力，这种能力被称为差错控制功能。就好像流水线上的一个质量检测员一样，发现不合格产品，换成合格产品。
差错控制主要有两个功能： 2.流量控制（控制正确接收和正确传输） 传输数据实际上是两方的事情，发送方和接收方，或者说是信源和信宿。因为两方所处环境不同，网速不同，不同机器上的缓存空间不同，这就要求当两方不同的时候，对传输的速率进行控制，使接收方能够顺利接收发送方传输过来的数据，防止出现接收方因为接收速率小于发送方的发送速率而导致数据丢失的情况。这个过程叫做流量控制。
完成流量控制，有两种方案： 1.停止等待方案 有了帧同步差错控制和流量控制，就可以实现数据发送，传输，接收过程中的正确了，但是，在数据发送之前，还有一项任务要完成，那就是数据通路的建立，这个功能是有数据链路管理功能实现的，
数据链路管理功能（控制传输通道的建立，维持和释放）： 主要用于面向连接的服务在链路两端的节点要进行通信前，先确定对方已经处于就绪状态，交换一些必要的信息以对真序号初始化，然后才能建立连接，在传输过程中维持该链接，如果出现错误重新进行初始化，传输完毕后释放链接