简单的说，数据链路层定义了电信号的分组方式。数据链路层，连接了上层的 网络层 和下层的 物理层。
数据链路层是对物理层功能的增强，将物理层连接转为逻辑上无差错的链路。
为上层网络层提供透明传输和可靠的数据传输服务。
单纯的电信号0和1是没有任何意义的，只有规定多少个为一组，每一组都是什么意思才有意义。
而这些分组要有意义，是由 通信协议 来控制的。
把实现这些 通信协议 的硬件和软件加到链路上，就形成了数据链路。
这样的硬件比如：网卡、交换机。
数据链路层需要解决三个问题：封装成帧、透明传输、差错校验。主要关注的是：
- 怎么封装成帧
- 怎么去传输帧
- 帧传输目的地
- 校验帧完整性
在一段数据的前后增加首部、尾部，这就形成了一个帧。
帧，包含：帧头、数据部分、帧尾。
不同的数据链路层通信协议会对应着不同的帧。
帧头
由8位二进制数组成，代表的是网络层数据包的开始。
从应用层开始往下，每一层都会接收上层数据，并加入自己的头。
数据部分
大小至少46字节，最大1500字节，也就是最大传输单元MTU。
如果数据过大，将会产生分片。
帧尾
由8位二进制数组成，代表的是网络层数据包的结束，也包含了一些控制信息。
通过帧的首部和尾部包含的控制信息，来给帧定义一个边界。
帧，采用的是透明传输。不论上层传输过来的内容是什么，数据链路层只会将上层的数据部分的内容往下传输，起到一个通道的作用，并且保证传输质量，不参与任何业务。
为了表示一个帧结束了，在帧尾添加了 特殊转义字符ESC。当然，由于对上层数据采用透传的策略，可能因为数据中就包含了ESC，导致帧提前结束，因此遇到 多个ESC 的时候，将会删除其它，采用最后一个作为结束。
由于数据帧传输过程中可能发生错误，则需要差错校验。因为在网络中传输的过程中，可能会有噪声等多方面因素，导致原本数据包中的bit产生比特差错，由1变成0，由0变成1，就需要进行差错校验。
数据链路层中采用的方式是：CRC循环冗余校验法。
CRC校验，通过在数据为K位的数据后添加n位的冗余码组成帧。
发送端和接收端，共同协商出一个多项式，作为除数，将要发送的数据设定为固定大小的位数，作为被除数，通过反复的异或取余，最终得到一个冗余码，通过比较二者冗余码 FCS是否一致来确定帧的完整性。
多项式由 x^n 是否存在，由高到低组成，存在为1，否则为0。
异或：1 ^ 1 = 0、1 ^ 0 = 1、0 ^ 0 = 0。
数据链路层提供了三种基本服务。根据链路的可靠性以及效率来划分。
- 无确认无连接服务
- 有确认无连接服务
- 有确认有连接服务
相比来说，无连接的比起有连接的效率更高，有确认的比无确认的可靠性更高。
通过差错校验之后，假设数据帧已经没有问题了，但如果由于网络问题，导致丢包了，那么这条链路也就算是不可靠的了。
无确认无连接服务，只管往哪个目的地传送数据帧即可，哪怕丢失了也不做处理。
有确认无连接服务，在无确认无连接服务的基础上，要求接收方在收到数据帧之后做确认处理，如果超时后没有收到则会重发。
有确认有连接服务，在有确认无连接服务的基础上，将接收方和发送方之间建立一个连接，并且给每一个发送的帧加上编号，并且需要接收方接收到帧后做确认处理，比起有确认无连接服务，可以防止一个帧被多次重复发送，接收方多次重复接收。
在不可靠的链路上，通过各种协议，来最终实现可靠传输。CRC只能保证传输的帧的数据是完整的，无法保证传输的帧一定被接收。
为了实现可靠传输，产生了 停止等待协议、退回N步协议、选择重传协议。
停止等待协议
发送方一次只能发送一帧，发送的同时启动计时器，然后等待接收方的确认信息。
如果时间超过了两倍来回时间，则重新发送当前帧，并重新启动计时器。
如果确认分组丢失了，或者接收到的帧的编号不是接收方期望接收到的编号或者超时了，则会要求发送方重新发送要求发送的帧。
退回N步协议
由于停止等待协议这种方式效率较低，为了改进以便提高信道的传输效率，接收方允许发送方一次发送多个帧，将帧存入FIFO buffer中，然后再逐步ack，从中删除正确的帧。但是，如果中间某一帧丢失了，那么就需要从丢失的帧号开始全部重传。
另外，由于发送方和接收方的处理能力不一样，需要基于 滑动窗口 来控制发送的速率和帧数。
选择重传协议
由于退回N步协议,每次都需要从丢失的帧号开始 全部重传，对于已经被ack的分组也会被重传，这种方式也是不利于提高信道的传输效率的，那么就通过选择重传协议，只将发送错误的分组重传即可。
数据链路层的信道分为：点对点信道、广播信道。
点对点信道采用的主要是 PPP协议，一种点对点的协议。
家庭中的宽带拨号的时候，通常会是PPPoE。
PPP的链路包含6个步骤。
用户通过宽带PPPoE拨号，与ISP建立连接，由下层物理层来负责链路的建立，当链路建立成功后，双方发送LCP包来确认链路的一些信息（最大帧长、鉴权协议）以及是否可以在当前链路传输，之后再进行鉴权（身份识别、是否欠费）操作，成功的话，则开始进行网络层控制协议（NCP）配置的协商（分配IP、网络层协议），协商成功后则正式打开链路，进行数据的传输，数据传输完成后就进入了链路终止状态。
广播信道主要采用的是以太网通信标准，常用于局域网。
所谓的一台计算机发送的信号会被局域网内的所有计算机都收到。
以太网协议，早期各企业自定分组方式，后形成的标准。上文提到了，数据链路层通过通信协议为电信号提供分组方式。
Ethernet 规定，一组电信号组成一个数据包，称为帧。
每一个数据帧由头 head 和数据 data 组成。
head固定18个字节，包含：发送者/源地址、接收者/目标地址、数据类型，各占6字节。data最短46字节，最长1500字节，是数据包的具体内容，超过MTU的话则需要分片传输。
以太网就是局域网，局域网不一定是以太网。
在以太网中，发送者/源地址、接收者/目标地址是由 mac地址来确定的，这个地址在网卡上标识着，全球唯一的。
因此，发送者、接收者的地址，说的就是 网卡的地址。
mac地址由48位二进制组成，12位16进制组成，前6位是厂商编号，后6位是流水号。
找了个网址查了一下，点击查询
有了mac地址之后，同一个网络中的计算机就可以通过mac地址找到对方，并进行通信了。
理论上，全世界的计算机之间都可以通过mac地址和对方相互通信。
只需要在数据帧的 head 部分写入自己的mac地址和对方的mac地址，然后给同一网络中的所有计算机发送信息，对比接收者是否自身，以此方式完成通信。这种方式，也称之为 广播。
通常，在通信的时候，只知道对方的IP地址，而不知道物理地址。
ARP协议就被设计来通过IP地址查询对方MAC地址。一台计算机通过ARP协议可以获取另一台计算机的mac地址。
在TCP/IP模型中，ARP协议属于网络层协议。
在OSI模型中，ARP协议属于数据链路层协议。
抓包信息如下：
通过ARP协议，发送以太网帧，去询问同一网络上的所有计算机，IP是目标计算机的话，那就回复MAC地址，否则丢弃，默认请求数据下为 00:00:00:00:00:00。查询到目标IP对应的MAC地址之后就缓存到自己的内存中。
ARP分为两种类型：静态和动态。
通过 arp -a 命令可以查看到已缓存、配置的IP和MAC地址映射表，且可以知道动静类型。
ARP地址解析协议的工作流程如下：
