在计算机网络的五层或七层体系结构中，数据链路层扮演着至关重要的角色，它是连接物理层和网络层的坚实桥梁，负责在同一物理网络内的两个相邻节点之间，提供可靠、无差错的帧传输服务。

一、数据链路层的核心功能

数据链路层的主要任务是将物理层提供的可能出错的原始比特流，封装成逻辑上可靠的“数据链路”。其核心功能可概括为以下几点：

1. 帧封装与帧定界：
网络层下发的数据包（Packet）在此被添加上首部和尾部，封装成“帧”。首部和尾部包含重要的控制信息（如同步位、地址、校验码等），并用于明确标识一帧的开始与结束，即“帧定界”，确保接收方能从连续的比特流中正确识别出每一帧。

2. 透明传输：
为了解决帧定界符可能意外出现在数据部分而导致接收方误判的问题，数据链路层采用了诸如“字节填充”或“比特填充”等技术，使得任何比特组合的数据都能在链路上安全传输，而对上层（网络层）来说，这个过程是“透明”的。

3. 差错控制：
这是确保可靠性的关键。数据链路层广泛使用循环冗余检验（CRC）等技术，在帧尾部添加校验码。接收方通过重新计算校验码并与收到的校验码比对，可以检测出帧在传输过程中是否发生了比特差错。对于检测到的错误帧，通常采取丢弃的方式，由上层协议（如TCP）或本层的可靠传输机制（见后文）负责重传。

1. 流量控制与可靠传输：

• 流量控制：协调发送方与接收方的数据处理速度，防止高速发送方淹没低速接收方。常用协议如停止-等待协议和滑动窗口协议（如后退N帧GBN、选择重传SR）。

• 可靠传输：在检测差错的基础上，通过确认（ACK） 和超时重传机制，确保每一帧都能最终正确无误地交付给目标节点的网络层。并非所有数据链路层协议都提供可靠传输服务（例如，以太网就不提供确认机制，可靠传输交给运输层的TCP负责）。

5. 介质访问控制（MAC）：
当链路由多个节点共享时（如总线型以太网、无线局域网），必须有一套规则来决定哪个节点在何时可以使用信道，这就是MAC子层的职责。常见的MAC技术包括载波监听多点接入/碰撞检测（CSMA/CD）（用于传统以太网）和载波监听多点接入/碰撞避免（CSMA/CA）（用于Wi-Fi）。

二、关键概念与技术

• 信道类型：数据链路层使用的信道主要分为点对点信道（一对一通信，如PPP协议）和广播信道（一对多通信，需要MAC协议，如以太网）。
• 寻址——MAC地址：为了在广播信道上标识每一个网络接口，数据链路层使用了一个全球唯一的硬件地址，即MAC地址（或称物理地址）。它是一个48位的标识符，固化在网卡中，用于在局域网内部进行帧的寻址。
• 设备与协议：
• 典型设备：交换机（Switch） 是工作在数据链路层的核心设备，它根据帧的目的MAC地址进行智能转发，能够分割冲突域，构建高效的局域网。

• 重要协议：以太网（Ethernet） 是目前占据绝对统治地位的局域网技术；PPP协议是广泛应用于点对点链路（如拨号上网）的协议；VLAN（虚拟局域网） 技术则在逻辑上将一个物理局域网划分成多个广播域。

三、在计算机网络系统中的地位

数据链路层是网络通信的“本地管家”。它向上对网络层屏蔽了底层物理介质和拓扑结构的差异，提供了一个统一的、逻辑上无错的链路接口；向下则管理着具体的物理连接，将原始的比特流转化为有意义的帧。

如果说物理层解决了“如何用信号传输比特”的问题，那么数据链路层解决的就是“如何让相邻节点正确、有序地交换数据块（帧）”的问题。它确保了局域网内部通信的可靠与高效，是整个网络系统能够从点到点扩展到端到端的基础。没有健壮的数据链路层，上层（网络层、传输层）构建的复杂路由、全局寻址和端到端连接都将无从谈起。因此，深入理解数据链路层，是掌握计算机网络工作原理的关键一步。