最も基本的なサービスのデータリンク層は、ネットワーク層のネットワーク層宛先コンピュータ信頼性の高いデータソースコンピュータは、隣接するノードに送信されます。この目的のために、データリンク層であり、対応する一連の機能を有していなければならない：データ・ブロックのデータリンク層はフレームで言及された（データブロックにデータを結合する方法、フレームはデータリンク層であります転写手段）、受信等方的に一致するように伝送レートを調整する方法、伝送エラーに対処する方法を含む送信物理チャンネルフレームを制御する方法、確立された2つのネットワーク・アクセス・エンティティとの間のデータリンクを提供します、メンテナンスとリリース管理。これらの機能は、以下の態様で具体化。
三つの基本的な問題のデータは、レイヤリンク
フレームにカプセル化1.
データリンク層は、物理層によって提供されるサービスを使用する必要があり、ネットワーク層にサービスを提供するために。それはビットストリームを伝送されるビットストリームはデータ送信処理に誤りがないことを保証するものではないと、我々は、物理層を知って、受信したビットの数は、以下に等しく、より以上の送信されるビットの数よりもできます。しかし、彼らは、データブロックの送信の「フレーム」の使用に、有効なエラー制御データを得るために異なる値は、データリンク層を有していてもよいです。そして送信用のフレームフォーマットを採用し、データリンク層「フレーミング」（また「フレーム同期」と呼ぶ）関数である、対応するフレーム同期、が存在しなければなりません。
フレーム（枠）内にカプセル化：ヘッダとトレーラは、各データの前後に付加され、これは、フレームを構成します。受信側の物理層ビットストリームを受信した後に裏返し、ビットストリームから受信したフレームの始まりと終わりを識別するために、ヘッダとテールに従って標識することができます。
パケット交換の重要な概念：インターネット上で送信される全てのデータが転送ユニットにパケット（すなわち、IPデータグラム）に基づいていること。
IPネットワーク層データグラムは、データリンク層に送信されるデータフレームの一部となります。「は、第1の部分とテールの前に添加して、フレームのデータ部の後方に、完全なフレームを構成しているS。
フレームの長さは、データ長プラスフレームヘッダ部分の長さ及び尾のフレーム部分、ヘッダに等しいとテール（すなわち、フレームの境界を決定する）は、フレームの区切りのための重要な役割です。
送信フレームは、フレームヘッダの開始から送信された場合、ヘッダとトレーラは、さらに、必要な制御情報を複数含みます。
様々なデータリンク層プロトコルは、明らかに、フレームヘッダ及びフレームテールのフォーマットを定義しておく必要があります。
送信フレームの効率を向上させるために、データは、ヘッダとトレイラの長さよりもフレーム長以上の一環として行われるべきです。最大伝送単位MTU（最大転送単位） -ただし、リンク層プロトコルの各々は、フレームのデータ部分の所定の最大長さを有します。
データはASCII印刷可能な組成物中のテキストファイルである場合には、フレームの区切りには、特別なフレームデリミタを使用することができます。
フレームの先頭の開始を示す正面1の制御文字SOH（ヘッダのスタート）、。別の制御文字EOT（送信終了）は、フレームの終わりを示します。彼ら進符号化（バイナリ00000100）と01（バイナリ00000001）、かつ04です。
データ伝送エラーは、単に大きく伝送効率を向上させるすべてのデータの再送信を必要とすることなく、フレームエラー、ビットストリームが、送信の再いつフレーム転送を使用することの利点が見出されます。しかし、その後すぐにちょうど未送信の送信を完了最初のフレームから再び正常に戻り、そして。フレームデリミタので、受信側で不完全に受信された先行するデータフレームを知っている（最初の部分SOHを送信文字EOTの終わりがない）、それは廃棄されなければなりません。これは完全なフレームであるので、受信したデータフレームデリミタは、有意な（SOH及びEOT）続いて、受け入れるべきです。
しかし、また、それは2つの問題をもたらす：開始及び終了フレームを識別する方法（1）、（2）データフレーム送信フォーカスに含める、受信者が再送データフレームを受信し、新しいとして識別されますデータフレーム、または再送フレームは、それをフレームに渡されたと認識？これは、特定されたデータリンク層「フレーム同期」技術の様々な依存します。最初、各フレームの最後に受信者を有効にすることができ、「フレーム同期」手法は、上記の完全に正確なビットストリームは、領域を注文していないから分離されているだけでなく、再送用フレームを識別することができます。
2.透明送信
上記データリンク層のカプセル化およびエスケープ文字の使用、透明送信フレーミング。エスケープ文字を使用していないという前提の下で、我々は問題を分析と仮定します。
開始及びフレームマーカーの終わりから任意の8ビットで送信されるデータビットの組み合わせは、特定の制御文字コードと使用されるのと同じフレームデリミタを許可しないように、特殊制御文字を使用して指定され、そうでない場合がありますフレーミングエラーが区切り。
なるテキストファイル転送フレームを使用する場合、明らかにデータSOHの一部又はEOTようなフレーム区切り制御文字として発生していない、（テキストファイルは、キーボードから文字が入力されます）。このトランスミッションは、透明な伝送であるので、キーボードからの入力は、過去にそのようなAフレームの送信中に配置することができますどのような文字目に見える問題。
問題：（このようなコンピュータプログラムまたはバイナリイメージなど）ASCIIテキストファイルの非データ部分は、状況が異なっている場合には、もし、このような制御文字などの文字やバイナリコードを正確にSOHとEOTのデータ、データリンク層は、誤ったデータの残りの部分（この部分はフレーム区切り制御文字SOHを見つけることができない）は廃棄されている間、フレームの一部は、（完全なフレームと間違わ）受け入れるフレームの境界を見つけます。このような送信フレームは明らかに透明伝送ではありません。
分析：透明トランスミッションの問題を解決するために、我々は制御文字として解釈されていない受信側で「SOH」と「EOT」に表示される可能性のあるデータの制御文字を作ってみる必要があります。
溶液：「SOH」および「EOT」の前に送信側のデータリンク層制御文字が表示され、データ内のエスケープ文字「ESC」（16進コードは1Bである）に挿入されます。データはネットワーク層に送信される前にエスケープ文字を削除するには、データリンク層の受信側で挿入されています。これは、充填バイト（バイトスタッフィング）やフィル文字（文字詰め）と呼ばれています。また、データに表示されるエスケープ文字場合、そのソリューションは、エスケープ文字の前にエスケープ文字を挿入し、まだです。したがって、受信機は、前記削除の前に、二つの連続するエスケープ文字を受信した場合。
前記エラー検出
伝送エラーを：1ビットエラーが最も基本的な2つのカテゴリに分けることができるが、他のビット・エラーを受信したフレームではなく、フレームの損失、フレーム繰り返しまたは一連のフレームアウトがありました。
ビットエラー：ビットエラーが送信中に発生する可能性があること、すなわち、0,0 1が1になることができるなってもよいです。伝送エラーでビットエラーです。
3つのフレーム：[＃1] - [＃2] - [＃3]は、それが受信機によって受信された場合が生じ得ることが想定される：
（1）フレームが失われる：[＃1]受信- [＃3] （欠落[＃2]）。
（2）フレーム繰り返しは： - [＃2] - [＃2] - [＃3]（受信した2つの[＃2]）[＃1]を受け取ります。
（3）シーケンスのうちフレーム：[＃1]受信- [＃3] - [＃2]（以下、しかし、最初のフレームて送信は、送信データリンク層の一般的な概念と同じではない受信端に到達しました）。
BER BER（ビットエラーレート）：送信ビットの伝送誤りビットの合計数の割合として、時間の期間です。例えば、10 ^（-10）のビット誤り率、平均伝送10 ^は、ビットエラーが発生したの10ビットを表します。私たちは信号対雑音比を上げると、ビット誤り率と素晴らしい関係の信号対雑音比は、ビットエラーレートを低減することができます。
問題：実際の通信リンクは理想的ではない、それはゼロまでエラーレートを作ることは不可能です。
分析：送信データに、コンピュータネットワークは測定の多様を検出するために使用されなければならない場合に、データ伝送の信頼性を確保するために。
解決策：現在広く巡回冗長検査CRC（巡回冗長検査）の検出技術のデータリンク層で使用されます。
注：データリンク層のCRCテストを使用すると、非常に特別な伝送エラーを達成することができますが、これは信頼性の高い伝送ではありません。
彼は加えた：
OSIビューはデータリンク層は、信頼性の高い伝送を行わなければならないです。したがって、CRCチェック、フレームナンバーが増加し、肯定応答及び再伝送に基づきます。送信側に確認応答を送信する正しいフレームを受信します。確認応答が受信されるまで、それは再送信であるので、それは確認応答を受信しない場合、一定期間内の送信者が、エラーが発生したと考えられています。
このアプローチは、歴史の中で大きな役割を果たしている可能性があります。しかし、今、通信回線の品質が大幅に改善された、通信リンクエラーに起因する品質不良の確率が大幅に削減されました。
インターネットのデータリンク層のプロトコルが広く使用されて適用されていないデータリンク層を必要とせず、確認応答、再送メカニズムは、信頼性の高い輸送サービスを提供し、上位層に（支払うべきこの価格が高すぎるため、支払うことはありません）。加えて、送信データにデータリンク層で補正すべき誤差やニーズは、エラー訂正作業は、上位層のプロトコル（例えば、TCPトランスポート層プロトコル）によって行われた場合。実験は、これは通信効率を高めることができることを示しています。
MACアドレス
、データリンク層におけるMACサブレイヤの主な機能です。ここにアドレスを探していることも、「物理アドレス」、「ハードウェアアドレス」の代わりに、IPアドレスとして知られているコンピュータのネットワークカードのMACアドレスは、であるため、ここで単語「アドレス」と「IPアドレス指定アドレス」は、完全に異なっています。メディアアクセス制御（メディアアクセス制御、MAC）アドレスのアドレスを使用して、イーサネットでは、MACアドレスは、各イーサネットネットワークカードに焼き付けられました。これは、マルチポイント接続において、通信ネットワークなどのマルチポイント接続の場合に必要となる、各フレームが正確に正しいアドレスに送信することができることを確実にするために、受信機は、送信元ステーションを知るべきです。
リンク層は、ネットワーク層にサービスを提供する
ネットワーク層のために必要な様々なサービスを提供することであり、データリンク層をターゲットに設計されています。システムと実際のサービスは異なりますが、一般的には、データリンク層、ネットワーク層へのサービスの3種類が用意されています。
1.未確認コネクションレスサービス
「未確認コネクションレスサービスは、」ターゲットコンピュータに送信フレームに別々のソースコンピュータを指し、ターゲットコンピュータはフレームを確認しません。この論理的な接続を確立することなく、事前にサービス、そしてその後、彼らは論理的な接続を説明していません。回線上のデータのフレームに起因する場合、この理由は、データリンク層に失われ、そのようなフレームの損失を検出しないであろう、これらのフレームを復元することはできません。このような状況の結果エラー率が非常に低く、それほど厳しいか（例えば、音声データ等）のデータ状況の完全であるに当然のことながら、このサービスは非常に便利です、想像することができ、このような単純な理由エラーが回復する上でOSI層に引き渡さすることができます。そのようなデータリンク層など、ほとんどのLANサービスは、コネクションレス未確認のサービスで使用されます。
2.確認コネクションレスサービス
データ伝送の導入の信頼性向上のために、「未確認コネクションレスサービス」上記不足を解決するために、「コネクションレスサービスの確認」。本接続サービスでは、送信元ホストデータリンク層フレームは、各番号のデータのために送信されるためには、データリンク層の宛先ホストは、各データフレームの確認応答を受信しなければなりません。ソースホストデータリンク層肯定応答が所定時間内に送信されるデータフレームを受信していない場合、それはフレームを再送信する必要があります。このように、送信者は、各フレームが正しく反対側に到達している知っています。そのようなサービスは、無線通信システムとして、主に信頼性のないチャネルを使用しています。それはデータリンクフレームの送信を確立する前に必要とせず、フレームの終了後にデータリンクを放出しないことを除いて以下に説明する「接続指向サービスの確認」。
接続指向のサービスの3.確認
ほとんどのデータリンク層、ネットワーク層の確認に接続指向のサービスを提供するために使用されています。このサービスでは、その接続上で送信される各フレームとの接続を確立するために、データの必要性を送信する前に、送信元と送信先のコンピューターにも番号が付けられ、データリンク層は、すべてのフレームが受信されることを保証します。そして、各フレームは、それだけで通常のシーケンス一度受信されることを保証します。確認応答が検出されない場合、これは、他の側は受け取っていないことをシステムは、その後、データを再送信し、サービス接続の確認が存在しない場合に、以前の「確認コネクションレスサービス」の区別の導入により、正確に接続指向のサービスですそれが接続されていないため、このデータは数回再発するように、あなたはまた、データエラーを引き起こして、いくつかの回を受け取ることができます。データリンク確立、データ転送、データリンク開放フェーズ：このタイプのサービスは、すなわち三つの段階、存在しています。送信される各フレームは、フレームの送信の順序の内容の正しさを保証するために番号が付けられています。データリンク層のサブネットワークほとんどのWAN接続指向のサービス確認。
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