第4讲数据链路层.ppt

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1、第4讲数据链路层知识回顾物理层的功能数据通信模型信道复用技术数字传输系统宽带接入技术本讲内容及教学目标理解数据链路层的功能。掌握帧、链路等相关概念。掌握帧定界的方法。理解数据链路层的三个基本问题。掌握差错检测－CRC的计算方法。理解透明传输问题。掌握PPP协议在数据链路层的工作原理了解面向比特的链路层协议HDLC的帧理解停止等待协议理解滑动窗口协议，实现流量控制了解传输层类似的流量控制功能数据链路层的服务数据链路层最基本的服务是将源计算机网络层来的数据可靠的传输到相邻节点的目标计算机的网络层。它为网络层提供以下服务

2、：无确认、无连接的服务源端可以不需要建立连接就向目的端发送独立的数据帧，而目的端也不需要对收到的帧进行确认。以太网采用此服务。有确认、无连接的服务源端可以不需要建立连接就向目的端发送独立的数据帧，但目的端需要对收到的帧进行确认。面向连接的服务源端与目的端在通信前要先建立连接，然后在此连接上互相传输数据帧，每一个帧都被编号，数据链路层保证传送的帧被对方收到，且只收到一次，双方通信完毕后拆除连接。电话网络采用。数据链路层的主要功能为达到上述目的，数据链路层必须具备一系列相应的功能，主要有：如何将数据组合成数据块；如何控

3、制帧在物理信道上的传输，包括如何处理传输差错，如何调节发送速率以使之与接收方相匹配；在两个网路实体之间提供数据链路通路的建立、维持和释放管理。具体如下：链路管理帧定界流量控制差错控制将数据和控制信息区分开透明传输寻址数据链路层的基本概念在数据链路层中将这种数据块称为帧，帧是数据链路层的传送单位。链路(link)是一条无源的点到点的物理线路段，中间没有任何其他的交换结点。一条链路只是一条通路的一个组成部分。数据链路(datalink)除了物理线路外，还必须有通信协议来控制这些数据的传输。若把实现这些协议的硬件和软件加

4、到链路上，就构成了数据链路。现在最常用的方法是使用适配器（即网卡）来实现这些协议的硬件和软件。一般的适配器都包括了数据链路层和物理层这两层的功能。数据链路层数据链路层使用的信道主要有以下两种类型：点对点信道。这种信道使用一对一的点对点通信方式。广播信道。这种信道使用一对多的广播通信方式，因此过程比较复杂。广播信道上连接的主机很多，因此必须使用专用的共享信道协议来协调这些主机的数据发送。数据链路层的简单模型局域网广域网主机H1主机H2路由器R1路由器R2路由器R3电话网局域网主机H1向H2发送数据链路层应用层运输层网

5、络层物理层链路层应用层运输层网络层物理层链路层网络层物理层链路层网络层物理层链路层网络层物理层R1R2R3H1H2从层次上来看数据的流动数据链路层的简单模型——cont.局域网广域网主机H1主机H2路由器R1路由器R2路由器R3电话网局域网主机H1向H2发送数据链路层应用层运输层网络层物理层链路层应用层运输层网络层物理层链路层网络层物理层链路层网络层物理层链路层网络层物理层R1R2R3H1H2仅从数据链路层观察帧的流动数据链路层数据链路层像个数字管道。常常在两个对等的数据链路层之间画出一个数字管道，而在这条数字管道

6、上传输的数据单位是帧。早期的数据通信协议曾叫作通信规程(procedure)。因此在数据链路层，规程和协议是同义语。结点结点帧帧成帧（帧同步）为了向网络层提供服务，数据链路层必须使用物理层提供的服务。物理层,是以比特流进行传输的，这种比特流并不保证在数据传输过程中没有错误，接收到的位数量可能少于、等于或者多于发送的位数量。而且它们还可能有不同的值，这时数据链路层为了能实现数据有效的差错控制，就采用了一种“帧”的数据块进行传输。分段传输。采用帧格式传输，就必须有相应的帧同步技术，这就是数据链路层的“成帧”（也称为“帧

7、同步”）功能。成帧（帧同步）（续）采用帧传输方式的好处是在发现有数据传送错误时，只需将有差错的帧再次传送，而不需要将全部数据的比特流进行重传，这就在传送效率上将大大提高。但同时也带来了两方面的问题：（1）如何识别帧的开始与结束；（2）在夹杂着重传的数据帧中，接收方在接收到重传的数据帧时是识别成新的数据帧，还是识别成已传帧的重传帧呢？这就要靠数据链路层的各种“帧同步”技术来识别了。“帧同步”技术既可使接收方能从以上并不是完全有序的比特流中准确地区分出每一帧的开始和结束，同时还可识别重传帧。IP数据报1010……011

8、0帧取出数据链路层网络层链路结点A结点B物理层数据链路层结点A结点B帧(a)(b)发送帧接收链路IP数据报1010……0110帧装入数据链路层传送的是帧封装成帧封装成帧(framing)就是在一段数据的前后分别添加首部和尾部，然后就构成了一个帧。确定帧的界限。首部和尾部的一个重要作用就是进行帧定界。帧结束帧首部IP数据报帧的数据部分帧尾部MTU数据链路层的