上海交通大學 計算機網絡PPT3 翁惠玉.ppt

計算機網絡講義 第3章 數據鏈路層 定義和功能 數據幀的組成 可靠性傳輸 數據鏈路層示例 數據鏈路層的定義 為網絡層提供一個較好的服務接口 定義一個合適的傳輸差錯率 對傳輸的數據流進行管理，以免快速的發送淹沒慢速的接收端 數據鏈路層的功能 數據鏈路層的任務是把網絡層的數字數據組合成幀，并加上一定的校驗碼后交物理層 物理層用不同的信號表示二進制數據位，從而把幀用一段連續的信號串表示并傳送到目的主機 通過目的主機的物理層和數據鏈路層送到網絡層，也就是為源和目的主機的網絡層之間提供一條可靠的數據鏈路 相連、物理鏈路和數據鏈路 所謂相連，可以理解為物理介質的連接，但當采用多路復用技術時也可以是信道的連接，其特征為：所傳輸的數據是按序的 物理鏈路：一段無源的點到點的物理連接，中間沒有任何交換節點 數據鏈路：包括一條物理連接和為實現數據傳輸而在兩端配置的硬件及其相關的通信協議 數據鏈路層服務的區分規則 數據鏈路層的服務是通過有無連接、有無確認來區分的 無確認無連接的服務 有確認無連接的服務 有確認有連接的服務 確認和連接 確認：接收方在收到數據幀后，必須給發送方發回一個確認 面向連接：發送方和接收方在傳輸數據之前必須建立一條數據鏈路，傳輸結束后必須釋放該鏈路 數據鏈路層的服務 無確認無連接的服務 有確認無連接的服務 有確認有連接的服務 無確認面向無連接的服務 無確認是指接收方在收到數據幀后，毋需發回一個確認 無連接的服務是指在數據傳輸前毋需建立數據鏈路 物理線路的連接并非意味著提供了有連接的服務 無確認并非不可靠，其可靠性可由上層負責 例如：局域網 數據鏈路層的服務 無確認無連接的服務 有確認無連接的服務 有確認有連接的服務 有確認面向無連接的服務 使用前不建立連接，即不建立數據鏈路，但每幀傳輸必須得到確認 這在信號傳播延時較大、線路狀態不一定很可靠的情況下是有效的 例如：無線通信 數據鏈路層的服務 無確認無連接的服務 有確認無連接的服務 有確認有連接的服務 有確認的面向連接服務 使用前先建立連接，即先建立數據鏈路，并且每幀的傳輸必須得到確認 有連接的服務必須在使用前先建立連接(即建立數據鏈路)，然后使用，最后釋放連接 例如：電話 數據的可靠傳輸 將傳輸的信息組合成幀 校驗和重發 流量控制 第3章 數據鏈路層 定義和功能 數據幀的組成 可靠性傳輸 數據鏈路層示例 數據幀的組成 字符計數法 帶字符填充的首尾界符法 帶位填充的首尾標志法 物理層編碼違例法 字符計數法 假設幀的長度用一個字節表示，并作為幀的頭部 數據幀的組成 字符計數法 帶字符填充的首尾界符法 帶位填充的首尾標志法 物理層編碼違例法 帶字符填充的首尾界符法 用特殊的字符作為幀頭和幀尾界符 面向字符的幀格式 面向字符的幀格式不適宜傳輸數據中包含二進制數的幀，因為在包含二進制數的幀中很可能出現與FLAG相同的bit序列(通常FLAG用ASCII字符7EH定義) 一種方法是在二進制數中偶然出現的FLAG前再插入一個ESC (ASCII字符1BH)，這種方法稱為字符填充法 數據幀的組成 字符計數法 帶字符填充的首尾界符法 帶位填充的首尾標志法 物理層編碼違例法 帶位填充的首尾標志法 在面向二進制位的同步串行通信中常使用帶位填充的首尾標志格式，如HDLC 面向bit的幀格式 當幀中出現一個與幀標志相同的位則在連續5個1后自動插入一個0，即變接收方將自動刪除第5 個1后的0 這稱為位插入法，也稱為透明傳輸 數據幀的組成 字符計數法 帶字符填充的首尾界符法 帶位填充的首尾標志法 物理層編碼違例法 物理層編碼違例法 在曼切斯特編碼中，連續高電平或連續低電平可用作幀界符 第3章 數據鏈路層 定義和功能 數據幀的組成 可靠性傳輸 數據鏈路層示例 可靠性傳輸 差錯控制：校驗、重發和序號 避免幀錯誤的保證：幀的校驗 避免幀丟失的保證：超時和重發 避免幀重復的保證：幀有序號 流量控制：窗口協議 發送方和接收方之間傳輸速率的協調 協議描述和驗證 差錯控制 確認 數據幀丟失 重復幀 確認 接收方在收到了正確的幀后向發送方發肯定性確認；如收到的幀有問題，則發否定性確認，此時發送方將重發此幀 確認的前提是必須經過差錯檢測 差錯檢測和校正 差錯的產生主要是在傳輸時，數據中的一位或幾位因噪聲干擾而出錯 噪聲分兩種： 信道所固有的、持續存在的熱噪聲 外界突發原因而造成的隨機的沖擊噪聲 通常接收方應能檢錯，甚至糾錯 糾錯碼是除m個數據位外增加r個冗余位作為糾錯位，傳輸的總長度為n = m + r 糾錯碼和檢錯碼 糾錯碼： 海明(Hamming) 碼 檢錯碼： 校驗和(Check Sum) 塊校驗碼(Block

總結

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