數據(ju)鏈路(lu)層 計(ji)算(suan)機(ji)網絡系統(tong)工程服務(wu)的(de)關鍵基(ji)石
壹、數據(ju)鏈路(lu)層的(de)核心(xin)職能(neng)
- 成(cheng)幀(zhen)與(yu)幀(zhen)同(tong)步(bu)：將網絡層下發(fa)的(de)數據(ju)包（Packet）封裝(zhuang)成(cheng)具(ju)有特(te)定格(ge)式(shi)的(de)“幀”（Frame），並(bing)添加(jia)幀頭(tou)（包(bao)含目標與(yu)源MAC地(di)址等信息）和幀(zhen)尾(wei)（通(tong)常(chang)包(bao)含用於(yu)差錯(cuo)檢(jian)測的(de)幀校(xiao)驗(yan)序列FCS）。接(jie)收(shou)方(fang)必(bi)須(xu)能(neng)夠(gou)從連續的(de)比特(te)流中(zhong)準(zhun)確識(shi)別出幀的(de)開始與結束，實現(xian)幀同(tong)步(bu)。
- 差錯(cuo)控(kong)制：利(li)用幀(zhen)尾(wei)的(de)校(xiao)驗(yan)碼(ma)（如CRC循(xun)環冗余(yu)校(xiao)驗(yan)）檢(jian)測數(shu)據(ju)在物(wu)理(li)傳輸過(guo)程中(zhong)是(shi)否出現(xian)比特(te)錯(cuo)誤(wu)。壹旦發(fa)現(xian)錯(cuo)誤(wu)，數據(ju)鏈路(lu)層協議(yi)可以(yi)要求(qiu)發(fa)送(song)方重傳出錯(cuo)的(de)幀，從而在本(ben)地(di)鏈路(lu)上(shang)提(ti)供(gong)可(ke)靠傳輸。
- 流量控(kong)制(zhi)：協調(tiao)發(fa)送(song)方與接(jie)收(shou)方(fang)的(de)處理(li)速度，防止(zhi)因接(jie)收(shou)方(fang)緩(huan)沖(chong)區(qu)不足而導(dao)致的(de)數據(ju)丟(diu)失(shi)。常(chang)見機制(zhi)有停止(zhi)-等待協議(yi)和滑(hua)動窗口(kou)協議(yi)。
- 介(jie)質(zhi)訪(fang)問(wen)控制(zhi)（MAC）：在廣(guang)播式(shi)信道(dao)（如傳統(tong)的(de)以太(tai)網）中(zhong)，解決多個設備(bei)如何(he)公平(ping)、高效(xiao)地(di)共享(xiang)同(tong)壹物理(li)介(jie)質(zhi)的(de)問(wen)題。這(zhe)是(shi)局(ju)域網（LAN）技術(shu)的(de)核心(xin)，如以(yi)太(tai)網使用(yong)的(de)CSMA/CD協議(yi)或無(wu)線局(ju)域網使用(yong)的(de)CSMA/CA協議(yi)。
二、在(zai)計(ji)算(suan)機(ji)網絡系統(tong)工程服務(wu)中(zhong)的(de)關鍵作(zuo)用
- 鏈路(lu)聚(ju)合（如LACP）：將(jiang)多(duo)條(tiao)物理(li)鏈路(lu)綁(bang)定為壹條(tiao)邏輯鏈路(lu)，不僅增加(jia)帶寬(kuan)，還提(ti)供(gong)冗(rong)余(yu)，提(ti)升網絡可(ke)靠(kao)性。這(zhe)需(xu)要數(shu)據(ju)鏈路(lu)層協議(yi)的(de)支持。
- 生成樹(shu)協議(yi)（STP/RSTP/MSTP）：在復(fu)雜的(de)交(jiao)換(huan)網絡中(zhong)防(fang)止二層環路(lu)，同(tong)時(shi)提(ti)供(gong)備(bei)份(fen)路(lu)徑(jing)。其(qi)配置優(you)化(hua)是(shi)網絡工(gong)程中(zhong)的(de)高級技能(neng)，直(zhi)接(jie)影(ying)響(xiang)網絡的(de)收(shou)斂(lian)時(shi)間(jian)和穩(wen)定(ding)性。
- 通(tong)過(guo)對(dui)幀(zhen)大小、流控機(ji)制的(de)理(li)解，可以優(you)化(hua)應用性能(neng)，避(bi)免因MTU（最(zui)大傳輸單(dan)元(yuan)）不匹(pi)配導(dao)致的(de)分片問(wen)題。
- 防(fang)範(fan)ARP欺(qi)騙(pian)、MAC泛(fan)洪攻(gong)擊(ji)等二層攻(gong)擊(ji)，是(shi)網絡安(an)全(quan)工程服務(wu)的(de)重要組成(cheng)部(bu)分。
三(san)、技(ji)術(shu)演進與(yu)工(gong)程服務(wu)挑戰
- 軟(ruan)件(jian)定(ding)義(yi)網絡（SDN）：通(tong)過(guo)解耦控(kong)制(zhi)平(ping)面與(yu)數(shu)據(ju)平(ping)面，使(shi)得(de)對(dui)二層轉(zhuan)發(fa)策略(lve)的(de)集中(zhong)控(kong)制和動態(tai)編(bian)程成為(wei)可(ke)能(neng)，極(ji)大(da)地(di)提(ti)升了(le)網絡工(gong)程服務(wu)的(de)靈活(huo)性和自(zi)動化(hua)水平(ping)。
- 無(wu)線與(yu)移(yi)動網絡：在(zai)WLAN、4G/5G網絡中(zhong)，數(shu)據鏈路(lu)層的(de)協議(yi)更(geng)為復(fu)雜(za)，需(xu)處理(li)移(yi)動性(xing)、切換(huan)和更(geng)高的(de)誤(wu)碼率等挑戰，對工(gong)程服務(wu)的(de)專業(ye)性提(ti)出了更(geng)高要求(qiu)。
