计算机网络概论-第4章 点到点信道的数据链路层.ppt

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1、第4章点对点信道的数据链路层教学目标：理解数据链路层的功能与作用；掌握几种常用的帧同步方式；理解差错控制的作用和原理；了解点对点协议PPP；理解数据链路层设备与组件的作用与特性。教学难点：差错控制教学时数：4学时第4章点到点信道的数据链路层4.1数据链路层的基本概念4.2三个基本问题4.3点对点协议PPP4.4数据链路层的设备与组件4.1数据链路层的基本概念4.1.1数据链路层的简单模型4.1.2链路和数据链路4.1.1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

2、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4.1.1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4.1.1数据链路层的简单模型网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层结点A结点BIP数据报IP数据报帧帧101…

3、11101…11装入取出数据链路层要解决的主要问题物理寻址如何识别不同的相邻节点或确定一个接收目标数据链路的建立、维持和释放如何为相邻结点之间的可靠数据传输提供必要的数据链路建立、维持和释放机制帧定界提供一种机制使得接收方能识别帧的开始与结束透明传输不管从键盘上输入什么字符都可放在帧中传输差错控制如何实现可靠的数据传输如何将解决上述问题的机制或方法以协议的形式统一表达出来。4.1.2链路和数据链路链路(link)就是从一个结点到相邻结点的一段物理线路，而中间没有任何其他的交换结点。一条链路只是一条通信路径的一个组成部分。把实现通信

4、协议的硬件和软件加到链路上，就构成了数据链路（逻辑链路）。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。从数据发送结点到接收结点所经过的传输途径。何为相邻节点？相邻节点是指由同一物理链路直接连接的所有节点。点到点(pointtopoint)网络环境中的两个节点由同一物理线路连接的共享介质环境中的节点位于不同物理线路上，但由第一层网络设备（中继器或集线器）互连的节点4.2三个基本问题4.2.1帧定界4.2.2透明传输4.2.3差错检测4.2.1帧定界IP数据报帧的数据部分帧首部帧尾部≤MTU帧开始帧结束数据链路层的帧长从这

5、里开始发送帧定界(帧同步)就是确定帧的界限。帧定界利用控制字符进行定界封装在帧中的数据部分SOH帧开始符帧结束符帧帧EOTSOH：StartOfHeaderEOT：EndOfTransmission为什么要进行帧定界异步传送方式：一次只传送一个字符，而不是一次就收到一个完整的帧。同步传送方式：发送方是连续地发送数据帧，在接收方如何判断一个帧的开始和结束的位置。发送帧时出现故障，如何判断是否应该接收当前帧。封装在帧中的数据部分SOHEOT帧开始标志帧结束标志帧4.2.2透明传输透明传输就是指无论在数据帧中出现什么样的数据都能够正确地传输过去。

6、字节插入法每当在数据中出现字符“SOH”或“EOT”时就将其转换为另一个字符，而这个字符是不会被错误解释为控制字符的。数据中出现的控制字符经字节插入后发送时的字符SOHESCxEOTESCyESCESCz“ESC”叫做转义符字节插入法解决透明传输问题零比特填充法1101111110101100111111001111110帧开始标志帧结束标志数据部分会误认为是帧的结束零比特的填充与删除数据中某一段比特组合恰好出现和标志字段一样的情况01001111110001010会被误认为是标志字段发送端在5个连1之后填入0比特再发送出去填入0比特010

7、011111010001010在接收端将5个连1之后的0比特删除，恢复原样在此位置删除填入的0比特0100111110100010104.2.3差错检测差错—在接收端收到的数据和发送端发送的数据不一致的现象。误码率传输错误的比特占所传输的比特总数的比率：PE=NE/N误码率和数据传输速率一起构成了数据通信指标。4.2.3差错检测差错控制是指能够自动检测出比特流在通信信道传输过程中产生的错误或者发现错误并进行纠正的方法。可采用纠错码或检错码两种方案。CRC检错技术在数据链路层传送的帧中，广泛使用了循环冗余检验CRC的检错技术。CRC检错技术思

8、想假设待传送的数据为M（共k位），在数据M的后面添加供检错用的n位冗余码一起发送（一共发送k+n位）。接收方把收到的帧除以同样的数P，得出余数R，若R=0，则传输过程中没有差错；