数据链路层ppt课件.ppt

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1、第4章数据链路层4.1数据链路层的设计问题4.1.1几个主要概念在计算机上网络中，我们经常提到“链路”和“数据链路”这两个术语，事实上“链路”和“数据链路”并非一回事。所谓链路(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。在进行数据通信时，两个计算机之间的通路往往是由许多的链路串接而成的。可见，一条链路只是一条通路的组成部分。数据链路(datalink)则是另一个概念，这是因为当需要在一条线路上传送数据时，除了必须有一条物理线路外，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。现在最常用的方法就是使用适配器（网卡）来实

2、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。常常在两个对等的数据链路层之间画出一个数字管道，而在这条数字管道上传输的数据单位是帧。见图4-1。有时候我们将链路划分为物理链路和逻辑链路。所谓物理链路就是上面我们所说的链路，而逻辑链路就是上面的数据链路，是物理链路加上必要的通信协议。这两种划分实质上是一样的。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。数据链路层的主要用途是为在相邻网络实体之间建立、维持和释放数据链路连接，并传输数据链路服务数据单元。亦即数据链路层的主要职责是控制相邻系统之间的物理链路，它在物理层传送

3、"位"信息的基础上，在相邻节点间传送被称为帧的数据信息，数据链路层也需进行检错、纠错，从而向网络层提供无错的透明传送。数据链路层软件是计算机中网络最基本的软件，该层是任何网络都必须有的层次，相对于高层来说，所用的服务和协议比较成熟。4.1.2数据链路层的目的数据链路层在网络实体间提供建立、维持和释放数据链路连接以及传输数据链路服务数据单元所需的功能和过程的手段，在物理连接上建立数据链路连接。数据链路层检测和校正在物理层出现的错误，并能使网络层控制物理层中的数据电路的互联。4.1.3数据链路层的主要功能(1)链路管理当网络中的两个节点要进行通信时，数据的发方必须确知收方是否已经已经处于准备。为此

4、，通信的双方必须先要交换一些必要的信息。或者说是必须先建立一条数据链路。同样地，在传输数据时要维持数据链路，而在通信完毕时要释放熟路链路。数据链路的建立、维持和释放就叫做链路管理。根据数据链路层向网络层提供的服务质量、应用环境以及是否有连接这三个因素，服务可分为无应答无连接服务、有应答无连接服务和面向连接的服务三种。(2)帧定界在数据链路层，数据的传输单位是帧。数据一帧一帧地传送，就可以在出现差错时将有差错的帧再重传一次，而避免了将全部数据都进行重传。帧定界是指收方应当能从收到的比特流中准确地区分出一帧的开始和结束在什么地方。帧定界也可称为帧同步。(3)流量控制发方发送数据的速率必须使得收方来

5、得及接收。当收方来不及接收时，就必须及时控制发方发送数据的速率。这种功能称为流量控制（flowconctrol）。采用接收方的接收能力来控制发送方的发送能力这是计算机网络流量控制中采用的一般方法。(4)差错控制在计算机通信中，一般都要求有极低的比特差错率。为此，广泛采用了编码技术，编码技术有两大类。一类是前向纠错，也就是收方收到有差错的数据帧时，能够自动将差错改正过来。这种方法的开销较大，不大适合于计算机通信。另一类是差错检测，也就是收方可以检测出收到的数据帧有差错（但并不知道出错的确切位置）。当检测出有差错的数据帧就立即将它丢弃，但接下去有两种选择：一种方法是不进行任何处理（要处理也是有高层

6、进行），另一种方法则是由数据链路层负责重传丢弃的帧。(5)将数据和控制信息区分开在许多情况下，数据和控制信息处在同一帧中。为此一定要有相应的措施使得收方能够将他们区分开来。(6)透明传输所谓透明传输就是不管所传数据是什么样的比特组合，都应当能够在链路上传送，当所传数据中的比特组合恰好出现了与某一控制信息完全一样时，必须有可靠的措施，使得接收方不会将这种比特组合的数据误认为是某种控制信息。只要能够做到这一点。数据链路层的传输就被称为是透明传输。在面向比特的同步规程和面向字符的同步规程中都会遇到这个问题。(7)寻址必须保证每一帧都能送到正确的目的站，接收方也应知道发送方是哪个站。4.2差错控制技术

7、在数据通信过程中，由于衰耗、失真和噪声会使通信线路上的信号发生错误。为了减少错误，提高通信质量，一是改善传输信道的电气特性，更重要的是采取检错、纠错技术，即差错控制。差错控制的核心是抗干扰编码，一类是检错码、另一类是纠错码。4.2.1差错控制原理1．差错控制的基本原理是在发送端对信源送出的二进制序列附加多余数字，使得这些数字与信息数字建立某种相关性。在接收端检查这种相关性来确定信息在传输过程中是否