数据链路层的功能与服务

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1、计算机网络链路与数据链路数据链路层的功能与服务(1)封装成帧(透明传输)(2)可靠性的保障(3)差错控制(4)流量控制(5)链路管理习题第5课:主要内容重点与难点重点：了解数据链路层信道的类型；数据在链路层的流动；熟悉数据链路层的功能与服务；难点：掌握封装帧的原理、差错控制编码(奇偶校验码、CRC)；IP数据报1010……0110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帧发送帧接收数据链路IP数据报1010……0110帧装入常常在两个对等的数据链路层之间画出一个数字管道（数据链路），而在这条数字管道上传输的数据单位是帧。讨论1：数据链路

2、层中基本概念5讨论1：数据链路层中基本概念（续）链路(link)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1.1链路与数据链路数据链路(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到链路上，就构成了数据链路。数据链路=链路+协议实现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。6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

3、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从层次上来看数据的流动71.2数据链路层的服务数据链路层实现在同一链路两端相邻设备之间帧的传输，为网络层提供数据包的搬运服务要解决在易受到干扰的物理层的原始比特流传输的服务基础上，向网络层提供可靠的、无差错的、透明的、面向帧的传输服务。点对点信道这种信道使用一对一的点对点通信方式。点对点信道AB信道主要有以下两种类型：广播信道CBEDA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

4、须使用专用的共享信道协议来协调这些主机的数据发送。不同的信道，服务使用的控制实现方法有所差异1.2数据链路层的服务(续)9要解决的几个基本问题？(1)封装成帧(透明传输)(2)可靠性的保障(3)差错控制(4)流量控制(5)链路管理1.2数据链路层的服务(续)(1)封装成帧(透明传输)封装成帧(framing)就是在一段数据的前后分别添加首部和尾部，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。IP数据报MTU数据链路层的帧长开始发送帧结束帧首部帧的数据部分帧尾部帧开始11四种成帧方法:(1)封装成帧(续)字节计数法(Characterco

5、unt)字符填充法(Flagbyteswithbytestuffing)比特填充法(Startingandendingflags,withbitstuffing)违例编码法(Physicallayercodingviolations)字符填充法用特殊的控制字符进行帧定界，以解决当传输错误时，重新接收方重新和发送方同步，找到帧的边界。成帧原理帧开始符（00000001）帧结束符（00000100）SOH装在帧中的数据部分EOT帧发送在前13待解决的问题：如何进行透明传输？SOHEOT出现了“EOT”被接收端当作无效帧而丢弃被接收端误认为是一个帧数据部分EOT完整的

6、帧发送在前问题分析字符填充法(续)14解决透明传输问题发送端的数据链路层在数据中出现控制字符“SOH”或“EOT”的前面插入一个转义字符“ESC”(其十六进制编码是1B，即00010000)。接收端的数据链路层在将数据送往网络层之前删除插入的转义字符。如果转义字符也出现数据当中，那么应在转义字符前面插入一个转义字符。当接收端收到连续的两个转义字符时，就删除其中前面的一个。解决方法：转义字符填充法SOHSOHEOTSOHESCESCEOTESCSOHESCESCESCSOH原始数据EOTEOT经过字节填充后发送的数据字节填充字节填充字节填充字节填充发送在前帧开始符

7、帧结束符用字符填充法解决透明传输的问题SOH16问题分析(续)优点：可以解决当错误发生时，重新同步帧的边界缺点：依赖于字符的编码方式(ASCII)不是所有字符都采用ASCII编码方式，如：UNICODE采用16位编码字符填充法(续)比特填充法(1)封装成帧(续)成帧原理通过在帧头和帧尾分别添加具有特殊比特流模式（01111110）的标识符，来标示帧的定界。帧头数据载荷信息帧尾0111111001111110原始数据帧的定界符帧的定界符发送在前18待解决的问题：如何进行透明传输？01111110出现了标识符被接收端误认为是一个帧数据部分完整的帧发送在前问题分析比特

8、填充法(续)011111