使用校验和重发的方法，使得物理线路相对可靠

1. 帧

是数据链路层发送数据的单位，在数据链路层中，帧的封装需要在一段数据前后添加首部和尾部
显然，增加帧的数据占比可以提高传输效率，但每一种数据链路协议规定了帧的数据部分的长度上限：最大传输单元（Maximum Transfer Unit，MTU)。

帧应当有特殊的格式，用于区分数据流和噪音，有以下的若干种方法：

1. Character Count
   最前面的是包括它在内的帧长度（每一个方块的单位都是byte，也就是character），后面是帧数据。但是当帧长度字节错误时，就会一直错下去，所以这种方法很少单独使用
   

2. Start&ending character with character stuffing
   使用flag byte（或character），置于帧的开始和结束位置。这样即使接收端失去同步，也可以找到连续2个FLAG的地方来确定帧的结束位置
   但是，当flag byte出现在数据中时，正常情况下这样的结构解析就会被干扰。一种方法是当在数据段中检测到flag时，在它前面加一个ESC（escape byte），从而表示这是数据而跳过flag的解析，并在传输给网络层时去掉这个ESC，这样的方法就叫 byte stuffing（数据中心出现ESC也可以被ESC掉）
   

3. Start&ending flags with bit stuffing
   01111110/0x7E作为帧的起始和结束的字符串，如果出现这样的数据，就使用bit转义,在发送数据时，5个1发出去后强制发出1个0

很多数据链路写往往使用以上三种方法的组合。以太网常用的是让帧以preamble（序言，共72bit）为起始，之后是长度域来确定帧的结尾。

2. 错误控制与改正

确保传输的帧的内容和顺序正确，帧可能错误一部分，也可能部分或全部丢失
方法大概如下：

2.1 Error Correcting Code

所有的方法都会为信息带来冗余

1. Hamming Code 海明码 & Hamming distance

把每一个字符转换为ascii码（7bit）插入了四个校验比特，此时认为4个bit中最多有一个错

detect d bit error， need d+1 distance coding
correct d bit error, need 2d+1 distance coding

Error Detecting，With Retransmission

Error Correcting Code

• Cyclic Redundancy Check （循环冗余校验法）
• Stop and wait
  确认发ACK帧，不确认发NAK帧
  数据发出一定时间后没有回复，数据就会重传，知道接到ACK/NAK为止
  ACK可能也会丢失，此时需要丢弃重发的数据帧

一些关键的参数：

T f r a m e ： 从 一 次 发 送 的 第 一 个 数 据 帧 发 送 到 最 后 一 个 数 据 帧 发 送 的 时 间 T_{frame}：从一次发送的第一个数据帧发送到最后一个数据帧发送的时间 Tframe​：从一次发送的第一个数据帧发送到最后一个数据帧发送的时间

T p r o p ： 从 一 个 数 据 帧 发 送 到 它 被 接 受 的 时 间 ， = D i s t a n c e S p e e d   o f   S i g n a l T_{prop}：从一个数据帧发送到它被接受的时间，= \frac{Distance}{Speed\ of\ Signal} Tprop​：从一个数据帧发送到它被接受的时间，=Speed of SignalDistance​

U t i l i z a t i o n   =   T f r a m e 2 T p r o p + T f r a m e Utilization\ =\ \frac{T_{frame}}{2T_{prop}+T_{frame}} Utilization = 2Tprop​+Tframe​Tframe​​,第2个prop指的是ACK的传输时间

如果令 α = T p r o p T f r a m e , 则 U t i l i z a t i o n   =   1 2 α + 1 \alpha=\frac{T_{prop}}{T_{frame}},则Utilization\ =\ \frac{1}{2\alpha+1} α=Tframe​Tprop​​,则Utilization = 2α+11​

Sliding Window Protocols

提前发，如果一个帧错了，后面提前发的帧都需要重新发，，这项的协议被称为Go-back-N

U t i l i z a t i o n   =   N ∗ T f r a m e 2 T p r o p + T f r a m e Utilization\ =\ \frac{N*T_{frame}}{2T_{prop}+T_{frame}} Utilization = 2Tprop​+Tframe​N∗Tframe​​
U t i l i z a t i o n = { N / ( 2 α + 1 ) , 需 要 修 改 1 , 需 要 修 改 Utilization=\begin{cases} N/(2\alpha+1),\quad &需要修改 \\ 1, &需要修改 \end{cases} Utilization={N/(2α+1),1,​需要修改需要修改​

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