网络分层-数据链路层与网络层的区别

2023-12-28 02:15:42

引言

在如今高速发展的互联网时代，网络协议和网络分层早已成为网络世界中不可或缺的一部分。网络协议是计算机网络中实现数据通信的标准化规则，而网络分层则是将计算机网络的整体功能划分为多个不同的层次。物理层、数据链路层和网络层是网络分层中最为基础的三个层次，这三个层次分别负责传输二进制数字信号、以太网帧的传输与控制、以及路由功能。

网络分层概述

计算机网络七层网络协议模型是由OSI（开放式系统互联）组织制定的一种网络模型，将网络通信的全部过程划分为七层，分别为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。其中，应用层负责提供实际的应用程序，比如电子邮件、文件传输和网页浏览等。会话层负责管理两个节点之间的通信会话，比如建立、维护和终止会话。表示层负责数据格式的转换，比如ASCII码和二进制码之间的转换。传输层负责确保数据在网络中可靠地传输，比如TCP和UDP协议。网络层负责数据的路由，比如IP协议。数据链路层负责在两个相邻节点之间传输数据，比如以太网协议。物理层负责将比特流传输到网络中，比如网线和无线电波等。

数据链路层

数据链路层是网络分层模型中的第二层，位于物理层之上，网络层之下。数据链路层主要负责在两个相邻节点之间传输数据。数据链路层的典型协议有以太网、无线局域网和点对点协议（PPP）等。以太网是目前应用最为广泛的数据链路层协议，主要用于有线网络中。数据链路层的传输单元称为数据帧。

数据链路层的主要功能包括：

物理寻址：数据链路层为每个节点分配一个唯一的物理地址，称为MAC地址。MAC地址是硬件地址，由网卡厂商烧录在网卡的ROM中。
数据帧的封装和拆封：数据链路层将上层协议的数据封装成数据帧，并在数据帧中添加源MAC地址和目的MAC地址。当数据帧到达目的节点后，数据链路层会拆开数据帧并提取出上层协议的数据。
差错控制：数据链路层通过各种差错控制机制来确保数据的可靠传输，比如循环冗余校验（CRC）和自动重传请求（ARQ）等。
流量控制：数据链路层通过流量控制机制来防止网络拥塞，比如滑动窗口协议等。

网络层

网络层是网络分层模型中的第三层，位于数据链路层之上，传输层之下。网络层主要负责数据的路由，即确定数据从源节点到目的节点的最佳路径。网络层的典型协议有IP协议、ICMP协议和ARP协议等。IP协议是目前应用最为广泛的网络层协议，主要用于有线网络中。网络层的传输单元称为数据包。

网络层的主要功能包括：

路由：网络层根据路由表中的信息，为数据包选择最佳的路径。路由表是存储路由信息的表，通常由路由器维护。
地址解析：网络层将数据包中的IP地址解析成对应的MAC地址。地址解析协议（ARP）是网络层中用于地址解析的协议。
拥塞控制：网络层通过拥塞控制机制来防止网络拥塞，比如拥塞窗口算法等。

数据链路层与网络层的区别

数据链路层和网络层都是网络分层模型中的重要组成部分，这两层都负责数据的传输，但它们在功能上存在着一定的区别。数据链路层主要负责在两个相邻节点之间传输数据，而网络层主要负责数据的路由。数据链路层使用MAC地址进行寻址，而网络层使用IP地址进行寻址。数据链路层的数据传输单元是数据帧，而网络层的数据传输单元是数据包。