第三节点到点信道数据链路层.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停止等待协议连续ARQ协议因特网的点对点协议PPP3.1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(a)数据链路层结点A结点B帧(b)发送帧接收链路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I

2、P数据报1010……0110帧装入数据链路层传送的是帧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。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。3.2三个基本问题(1)帧定界(2)透明传

3、输(3)差错控制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“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SOHSOHESCSOHEOTESCESCzESCyESCzESCx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

4、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。在发送端，先把数据划分为组。假定每组k位。假设待传送的一组数据M=101001（现在k=6）。我们在M的后面再添加供差错检测用

5、的r位冗余码一起发送。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；③用模2减法进行xrf（x）-R（x），得到待传送的CRC码多项式。CRC码的计算过程：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(x)=101000110101110接收端对收到的每一帧进行CRC检验接收方收到后，用G(x)除多项式，若余数R0，则传输有错,就丢弃。若得出

6、的余数R=0，则判定这个帧没有差错，就接受(accept)。但这种检测方法并不能确定究竟是哪一个或哪几个比特出现了差错。只要经过严格的挑选，并使用位数足够多的除数P，那么出现检测不到的差错的概率就很小很小。思考：习题3-17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：“凡是接收端数据链路层接受的帧都没有传输差错”（有差错的帧就丢弃而不接受）。要做到“可靠传

7、输”（即发送什么就收到什么）就必须再加上确认和重传机制。3.3停止等待协议两台计算机通过一条数据链路进行通信的简化模型假定１：链路是理想的传输信道，所传送的任何数据既不会出差错也不会丢失。假定２：不管发送方以多快的速率发送数据，接收方总是来得及收下，并及时上交主机。具有最简单流量控制的数据链路层协议B算法发送结点：(1)从主机取一个数据帧；(2)将数据帧送到数据链路层的发送缓存；(3)将发送缓存中的数据发送出去；(4)等待；(5)若收到由接收结点发过来的信息，则从主机取一个新的数据帧，然后转到(2)算法接收结点：(

8、1)等待；(2)若收到由发送结点发过来的数据帧,则将其放入数据链路层的接收缓存；(3)将接收缓存中的数据帧上交主机；(4)向发送结点发一信息,表示数据帧已上交主机；(5)转到(1)3.3.1停止等待协议的工作原理数据帧出错确认帧出错ACKn表示“第n–1号帧已经收到，现在期望接收第n号帧”。正常情况ACK1ACK0发送结点：(1)从主机取一个数据帧，送交发送