第4章 数据链路控制ppt课件.ppt

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1、第四章数据链路控制数据链路层定义和功能差错控制流量控制常用的数据链路层协议为什么要设计数据链路层？在原始的物理传输线路上传输数据信号是有差错的，存在一定的误码率；设计数据链路层的目的就是如何在有差错的线路上，进行无差错传输。向网络层提供高质量的服务。从网络参考来看，物理层之上的各层都有改善数据传输质量的要求，数据链路层是重要的一层。4.1定义和功能要解决的问题：如何在有差错的线路上，进行无差错传输。ISO关于数据链路层的定义：数据链路层的目的是为了提供功能上和规程上的方法，以便建立、维护和释放网络实体间的数据链路。数据链路：从数据发送点到数据

2、接收点（点到点pointtopoint）所经过的传输途径。虚拟数据通路，实际数据通路分组和帧的关系二、数据链路层基本功能数据链路控制规程为使数据能迅速、正确、有效地从发送点到达接收点所采用的控制方式。数据链路层协议应提供的最基本功能：数据在数据链路上的正常传输（建立、维护和释放）帧定界（帧同步）差错控制流量控制寻址数据链路层协议的位置帧分组帧分组数据链路连接数据链路层为网络层提供三种基本服务：无确认无连接服务由上层完成差错控制，适合于误码率低、实时性要求高的场合，如大部分有线局域网。有确认无连接服务进行简单的差错控制。适用于不可靠的信道，如无

3、线网。面向连接确认服务在发送前需要建立连接，保证了帧的正确按序传输，适合于可靠性要求较高的场合。适合于大多数广域网。应答方式正向应答:只对正确的信息应答。负向应答:只对错误的信息应答。双向应答:既对正确的信息应答，也对错误的信息应答。问题1：在数据链路层，最常采用哪种应答方式？问题2：在数据传输过程中，数据会出现哪些情况？正向应答工作方式A0D0D1A1D0D0A0D1A1D1启动计时器计时器超时启动计时器计时器超时D0A0D1A1D1A1(1)正常的数据传送（2）数据帧丢失及出错（3）应答帧丢失4.2成帧（Framing）将比特流分成离散的

4、帧，并计算每个帧的校验和。成帧方法：1）字符计数法在帧头中用一个域来表示整个帧的字符个数缺点：若计数出错，对本帧和后面的帧有影响。因此很少采用。555343224521355成帧（2）2）带字符填充的首尾字符定界法用DLESTX标示帧的开始用DLEETX标示帧的结束用DLEDLE标示传送数据信息中的DLE例如：信息DLESTXADLEBDLEETX在网络中传送时表示为：DLESTXDLEDLESTXADLEDLEBDLEDLEETXDLEETX缺点：局限于8位字符和ASCII字符传送，也不被普遍采用。成帧（3）3）带位填充的首尾标记定界法帧的

5、起始和结束都用一个特殊的位串“01111110”，称为标记(flag)“0”比特插入删除技术，在传送的数据信息中每遇到5个连续的1在其后加0例如：0110111111011111001在网络中传送时表示为：01111110011011111010111110001011111104）物理层编码违例法只适用于物理层编码有冗余的网络，如曼彻斯特编码注意：在很多数据链路协议中，使用字符计数法和一种其它方法的组合。4.3差错控制差错出现的特点：随机，连续突发（burst）差错产生的原因信道的电气特性引起信号幅度、频率、相位的畸变；信号反射；串扰；闪电

6、、大功率电机的启停等。出错情况帧（包括发送帧和响应帧）出错帧（包括发送帧和响应帧）丢失差错控制的目的保证帧正确，按序送交上层。在接收方能够判断接收的数据是否正确，若错误还可能要恢复错误。差错控制的方法自动纠错机制检错反馈重发机制差错控制的方法纠错码和检错码码字codeword一个帧包括m个数据位，r个校验位，称为n位码字（n=m+r）。纠错码error-correctingcode加入了足够多的冗余位，使接收方不仅知道有差错发生，并知道哪些位发生差错。检错码error-detectingcode加入了冗余位，使接收方知道有差错发生，但不知道什

7、么差错，然后请求重发。海明定理海明距离两个编码的海明距离：两个编码不相同位的个数。编码方案的海明距离：编码方案中任两个编码海明距离的最小值。例：0000000000与0000011111的海明距离为5海明定理为检测d位错，编码方案的海明距离应至少为d+1；当发生d位错时，不会由一种合法编码变为另一种合法编码。为纠正d位错，编码方案的海明距离应至少为2d+1；当发生d位错时，出错编码仍然最接近于原始的正确编码。差错码举例奇偶校验码在数据后填加一个奇偶位（paritybit）例：使用偶校验（“1”的个数为偶数）10110101——>1011010

8、1110110001——>101100010若接收方收到的字节奇偶结果不正确，就可以知道传输中发生了错误。增加奇偶校验位后海明距离由1变为2，因此可以检查出一位二进