首先要明确“数据链路”和“链路”这两个概念：
链路：从一个节点到相邻节点的一段物理现路，其中间没有任何的交换节点，所以可以说链路只是一条路径的组成部分。
数据链路：当需要在一条线路上传送数据的时候，除了要有一条物理线路还需要一些必要的通信协议来控制这些数据的传输，把实现这些协议的软硬件添加到链路上就形成了数据链路。其中最常使用网络适配器来实现这些协议，一般都包括数据链路层和物理层的功能。
数据链路层负责相邻设备之间的数据传输，数据单元为帧，主要的设备是交换机,主要工作是将网络层交下来的IP数据报添加首部和尾部封装成帧，然后将封装好的帧发送给接收方的数据链路层，接收方如果收到的帧是无差错的，就从中提取IP数据报交付给网络层，否则丢弃。
所以在数据链路层的协议要解决三个问题：封装成帧、透明传输和差错控制。
- 封装成帧：在数据的首端和尾端添加首部和尾部封装成帧，这样可以判断一个帧的完整性。
- 透明传输：虽然帧的开始（SOH）和结尾（EOT）是ASCLL码不可打印的控制字符，但是他的二进制形式很有可能和数据中的二进制相同，造成帧提前结束，透明传输就是用来解决这一问题。在数据中出现控制字符前插入转义自读“ESC”，接收方接收到帧将这个转义字符删掉，然后发往网络层。如果前面刚好有一个转义字符，在插入一个转义字符，然后删掉最前面的。
- 差错控制：为了保证可靠性，使用CRC（循环冗余校验码）。由于数据链路层不要求可靠传输，CRC只做到对帧的无差错接收，只是为了避免比特差错，但是仍然会出现传输差错（帧丢失、帧重复、帧失序）。
CRC校验
先在要发送的帧后面附加一个数（这个就是用来校验的校验码，它是二进制序列），从而生成一个新帧发送给接收端。这个附加的数要使所生成的新帧能与发送端和接收端共同选定的某个特定数整除。到达接收端后，再把接收到的新帧除以这个选定的除数。因为之前在发送端发送数据帧时就已通过附加一个校验码，做了“去余”处理，所以结果应该是没有余数。如果有余数，则表明该帧在传输过程中出现了差错。
MTU
MTU相当于发快递时对包裹尺寸的限制，这个限制是不同的数据链路对应的物理层而产生。以太网帧中的数据长度规定最小46字节,最大1500字节,ARP数据包的长度不够46字节,要在后面补填充位;最⼤大值1500称为以太网的最大传输单元(MTU),不同的网络类型有不同的MTU，不同的数据链路层标准的MTU也是不同的。如果数据包长度大于相应链路的MTU,则需要对数据包进分片。需要注意的是IPv4主机对其产生的数据执行分片，IPv4路由器对其转发的数据也进行分片，然而IPv6只在数据产生的主机分片，其路由器对转发的数据不进行分片
MTU对IP协议的影响
由于数据链路层MTU的限制，对于较大的IP数据包就要进行分包。
将较大的IP包分成多个小包，并给每个小包上打上标签。每个小包的IP协议头的16标识（ID）都是相同的。每个小包的IP协议头的3位标志字段中，第二位置为0，标识允许分片，第3位来表示结束标记，如果当前是最后一个包置1，否则置0。到达对端是再将这些小包按顺序重组，拼接到一起返回给传输层。这些小包中任意一个包丢失，接收端的重组就会失败，但是IP层不会负责重新传输数据。
MTU对UDP协议的影响
一旦UDP携带的数据超过1472（1500-20（IP首部）-8（UDP首部）），那么就会在网络层分成多个IP数据报。这些IP数据报中由任意的一个丢失了，都会引起接收端网络层重组失败，这就意味着如果UDP在网络层备份片，整个数据被丢弃的概率就大大增加了。
MTU对TCP协议的影响
TCP的一个数据报也不能无限大，还是会受到MTU的限制，TCP的单个数据报的最大消息长度被称为MSS，TCP在建立链接的过程中，通信双方会进行MSS协商。在最理想的情况下，MSS的值真好使IP不会被分片处理的最大长度，但是这个长度仍然受数据链路层的MTU限制。双方在发送SYN的时候会在TCP头部写入自己能支持的MSS值，然后双方得知对方的MSS值后，选择两者最小的作为最终的MSS。MSS的值就是在TCP首部的40自己变长选项。
MTU和MSS的关系
MTU：最大传输单元，由硬件规定，比如说以太网的MTU位1500字节。
MSS：最大分节大小，位TCP数据包每次传输的最大数据分段大小，一般由发送端向对端TCP通知对端在每个分节中能发送的最大TCP数据。
MSS值 = MTU - IPv4 Header（20字节） - TCP Header（20字节）/UDP Header（8字节）
ARP协议
ARP不是一个单纯的数据链路层协议，他是介于数据链路层和网络层之间的协议。
ARP协议的作用
ARP协议建立了主机IP地址和MAC地址之间的映射关系。在网络通信时，源主机的应用程序直到目的主机的IP地址和端口号，却不知道目的主机的硬件地址。因为数据包首先是被网卡接收到再去处理上层协议的，如果接受的数据包的硬件地址与本机不符合，直接丢弃，所以在铜锌铅必须先获得目的主机的硬件地址
ARP协议的工作流程
源主机发出ARP请求，询问IP地址是172.168.0.1的主机的硬件地址是多少，并将这个请求广播到本地网段，目的主机接收到广播的ARP请求，发现其中的IP地址和本机相符，就发送一个ARP应答数据包给源主机，将自己的硬件地址信息填写到应答包中。
每台主机都会维护一个ARP缓存表，缓存表中的表项中有过期时间，一般为20分钟，如果在这段时间中没有再次使用某个表项，这个表项就失效，下次还需要发送ARP来获取该表项目的主机的硬件地址
ARP数据报的格式
源MAC地址、目的MAC地址在以太网首部和ARP请求中个出现一次，对于链路层为以太网的情况是多余的，但如果链路层是其他类型的网络则有可能是必要的。
硬件类型是指链路层网络类型，1为以太网
协议类型指要转换的地址类型，0x0800为IP地址
硬件地址长度队医以太网地址为6字节
协议地址长度对于IP地址为4字节
op字段为1表示ARP请求，2为ARP应答
