数据链路层课件.ppt

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1、第三章数据链路层13.1数据链路层基本概念3.1.1数据链路层概述数据链路层的最基本功能是将物理层提供的原始传送比特流可能出错的物理连接改造成为逻辑上无差错的数据链路。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

2、包括了数据链路层和物理层这两层的功能。2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，而在这条数字管道上传输的数据单位是帧(frame)。物理层传送比特流，物理传输媒体传送的是信号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343.1.2数据链路层功能数据链路层中位于第二层，它在物理层提供服务的基础上向网络层提供服务。数据链路层可以在物理链路上提供可靠的数据传输服务。数据链路层的信息传送机制是利用物理层提供的物理

3、通路，首先在相邻节点之间建立数据链路，然后把将要传送的数据组装成帧，并加入应答、差错控制、流量控制信息，使有差错的物理线路变成无差错的数据链路，从而为网络层提供可靠的信息。5数据链路层的主要功能(1)帧同步(帧定界)(2)差错控制：1.前向纠错2.差错检测(3)流量控制滑动窗口协议集帧确认、流量控制、差错控制于一身，得到广泛应用。(4)链路管理(5)寻址(6)将数据和控制信息区分开(7)透明传输：透明传输是指数据都应当能够在链路上传送，不管所传送的数据是什么样的比特组合。63.2帧与成帧引入帧机制

4、是为了实现相邻结点之间的可靠传输以及提高数据传输的效率。当发现接收到的某一个（或几个）比特出错时，可以只对相应的帧进行特殊处理（如请求重发等），而不需要对其他未出错的帧进行这种处理；如果发现某一帧被丢失，也只需请求发送方重传所丢失的帧，这样就大大提高了数据处理和传输的效率。引入帧机制后，发送方的数据链路层必须提供从网络层接收的分组（Packet）封装成帧的功能，即为来自上层的分组加上必要的帧头和帧尾部分，通常称此为成帧(Framing)而接收方数据链路层则必须提供将帧重新拆装成分组的拆帧功能，即去

5、掉发送端数据链路层所加的帧头和帧尾部分，从中分离出网络层所需的分组。73.2.1帧的基本格式不同的数据链路层协议给出的帧格式基本相同通常数据字段之前的所有字段被统称为帧头部分，而数据字段之后的所有字段被称为帧尾部分。83.2.2成帧与拆帧成帧是将上一层的传输单元（分组）加上帧头和帧尾，组装成数据链路层的传输单元——帧的过程。发送端的数据链路层接收到网络层的发送请求之后，从网络层与数据链路层之间的接口处取下待发送的分组，并封装成帧，然后经过其下层物理层送入传输信道，这样不断地将帧送入传输信道就形成了

6、连续的比特流。拆帧是将对方物理层传送来的比特流信息除去帧头和帧尾，还原为分组的过程。接收端的数据链路层从来自其物理层的比特流中识别出每一个的独立帧，然后利用帧中的FCS字段对每一个帧进行校验，判断是否有错误。如果没有错误，就对帧实施拆封，并将其中的数据部分即分组通过数据链路层与网络层之间的接口上交给网络层，从而完成了相邻节点的数据链路层拆帧的任务。93.2.3帧的定界帧定界就是标识帧的开始与结束。帧定界有四种常见的方法：(1)字符计数法。这种方法是在帧头部中使用一个字符计数字段来标明帧内字符数。例

7、如，发送序列“5ABCDE4UVWX71234458”表示一共有三个帧，三个帧的长度分别为5字节、4字节和7字节。但是这种方法很容易出现定界错误。假如计数值出现传输差错，接收端收到的序列为“5ABCDE6UVWX71234458”时，则接收端会将第二帧解释为“6UVWX71”，从而导致因发收双方对帧大小和内容理解不一致而出错。10(2)带字符填充的首尾界符法。这种方法是在每一帧的开头加上ASCII字符“DLESTX”，在帧末尾加上ASCII字符“DLEETX”。例如，假设待发送的数据是ADLECB

8、，则在数据链路层封装的帧为：DLESTXADLECBDLEETX如果发送方在数据帧中遇到帧头或者帧尾字符，就采用字符填充法来处理。例如，数据帧有DLE字符，就在其前面加一个DLE。DLESTXADLEDLECBDLEETX11如果接收方在接收到的数据帧中遇到单个DLE，就断定是帧边界；若遇到成对出现的DLE，则认为是数据，并去掉前面的一个DLE。这种方法的缺点是当需要发送的数据中包含很多的DLE字符时，帧中会出现大量冗余DLE。12(3)带位填充的首尾标志法（零比特填充法）。这种方