计算机网络课件 第三章 点对点信道的数据链路层.ppt

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1、第三章点到点信道的数据链路层本章主要内容数据链路层基本概念数据链路层协议3.1数据链路层的基本概念局域网广域网主机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从层次上来看数据的流动3.1.1数据链路层的简单模型3.1.2链路和数据链路链路(link)即物理链路，是从一个结点到相邻结点的一段物理线路，中间没有任何其他的交换结点。一条链路

2、只是一条路径的一个组成部分。数据链路(datalink)即逻辑链路，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。3.2三个基本问题(1)帧定界(2)透明传输(3)差错检测3.2.1帧定界帧定界(framing)就是确定帧的界限。帧结束帧首部IP数据报帧的数据部分帧尾部MTU数据链路层的帧长从这里开始发送帧开始用控制字符进行帧定界的方法举例SOH装在帧中的数据部分帧帧开始符帧结束符发送在前EOT3.2.2透明传输SOHEOT出现了

3、“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完整的帧发送在前SOHSOHSOHSOHEOTESCESCXESCyESCzESCx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帧结束符用字节填充法解决透明传输的问题3.2.3差错检测检错奇偶校验循环冗余校验（CRC）奇/偶校验的规则是在原数据位后附加一个校验位，将其值置为“0”或“1”，使附加该位后的整个数据码中“1”的个数成为奇数或偶数。使用奇数个“1”进行校验的方案被称为奇校

4、验；对应于偶数个“1”的校验方案被称为偶校验。奇/偶校验循环冗余检验①设f（x）为k阶信息码多项式，G（x）为r阶生成码多项式；②发送方用模2除法进行xrf（x）/G（x），得到余式R（x），R（x）为r阶冗余码多项式；用模2减法进行xrf（x）-R（x），得到待传送的CRC码多项式。③接收方用G(x)除多项式，若余数R0，则传输有错。若得出的余数R=0，则判定这个帧没有差错。例如，已知要传送的信息为1010001101，G(X)=X5+X4+X2+1，计算冗余码的过程和结果如下：∴传送序列T(

5、x)=101000110101110注意仅用循环冗余检验CRC差错检测技术只能做到无差错接受(accept)。无差错接受是指：凡是接受的帧（即不包括丢弃的帧），我们都能以非常接近于1的概率认为这些帧在传输过程中没有产生差错。也就是说：有差错的帧就丢弃而不接受。要做到“可靠传输”（即发送什么就收到什么）就必须再加上确认和重传机制。思考：习题3-7（求冗余码）数据帧出错确认帧出错ACKn表示已经正确收到了第n号帧的前一个帧，并期待收到下一帧（第n号帧）正常情况ACK1ACK03.3停止等待协议发送结点

6、：(1)从主机取一个数据帧，送交发送缓存。(2)V(S)←0。(发送状态变量的初始化)(3)N(S)←V(S)。(发送序号N(S))(4)将发送缓存中的数据帧发送出去。(5)设置超时计时器。(6)等待。{等待以下(7)和(8)中最先出现的一个}(7)收到确认帧ACKn，若n=1-V(S)，则：从主机取一个新的数据帧，放入发送缓存；V(S)←[1V(S)]，转到(3)。否则，丢弃这个确认帧，转到(6)。(8)若超时计时器时间到，则转到(4)。停止等待协议的算法ACK1ACK0接收结点：(1)V(R

7、)←0。(接收状态变量的初始化，值为预接收数据帧序号)(2)等待。(3)收到一个数据帧；若N(S)=V(R)，则执行(4)；否则丢弃此数据帧，然后转到(6)。(4)将收到的数据帧中的数据部分送交上层软件（也就是数据链路层模型中的主机）。(5)V(R)←[1V(R)]。(6)n←V(R)；发送确认帧ACKn，转到(2)。ACK1ACK0(2)(1)在发送端,在发送数据之前,都必须将发送状态变量V(S)的值写到数据帧的发送序号N(S)上。(2)发送端在发送完数据帧时,必须在其发送缓中暂时保留这个数据

8、帧的副本。(3)在接收端只接受序号正确的数据帧,并发送确认。停止等待协议的要点在发送完一个数据帧后，不是停下来等待确认帧，而是可以连续再发送若干个数据帧。如果收到接收端发来的确认帧，那么还可以继续发送数据帧。要点：3.4连续ARQ协议01234523456DATAACK1ACK2ACK2ACK2ACK2ACK3ACK4tftout重传送主机丢弃送主机出错(丢弃，等待超时重传)时间AB连续ARQ协议的工作原理3.5选择重传ARQ协议选择重传ARQ协议的工作原理发送方接收方帧12345