第3章数据链路层4.20祥解.ppt

回 顾 1. 在物理层的4个特性中， 规定了每种信号的电平、信号的脉冲宽度、允许的数据传输速率和最大传输距离。 A.机械特性 B.电气特性 C.功能特性 D.规程特性 2. 三种信道 3. 三种导引型传输介质 4. 四种信道复用技术 5. 三种宽带接入技术 ＊3.1 使用点对点通信的数据链路层 3.2 点对点协议PPP ＊3.3 使用广播信道的数据链路层 3.4 使用广播信道的以太网 ＊3.5 扩展的以太网 ＊3.6 高速以太网 3.7 其他类型的高速局域网或接口 数据链路层 数据链路层最基本的服务：将源计算机网络层传下来的数据可靠地传输到相邻结点的目标计算机的网络层。 为达到这一目的，数据链路层必须具备一系列相应的功能： 封装成帧 透明传输 差错检测 本章重要内容 1. 点对点信道——PPP协议 广播信道——CSMA/CD协议； 2. 数据链路层的三大功能：封装成帧、透明传输、差错控制； 以太网数据链路层的硬件地址； 4. 集线器、网桥、交换机的作用及使用场合。 3.1 使用点对点信道的数据链路层 3.1.1 数据链路和帧 链路(link)：一个结点到相邻结点的物理线路，中间没有任何其他的交换结点。 数据链路(data link)：除了物理链路外，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网络适配器（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。 帧：数据链路层的协议数据单元（PDU：Protocol Data Unit）。 数据链路层属于计算机网络的低层，使用的信道主要有以下两种类型： 点对点信道：这种信道使用一对一的点对点通信方式，使用点对点的协议PPP。 广播信道：这种信道使用一对多的广播通信方式，广播信道上连接的主机很多，因此必须使用专用的共享信道协议CSMA/CD来协调这些主机的数据发送。 数据链路层的简单模型 主机 H1 向 H2 发送数据 仅从数据链路层观察帧的流动 数据链路层传送的是帧 数据链路层通信时的主要步骤： （1）把网络层传下来的IP数据报添加首部和尾部封装成帧。 （2）把封装好的帧传给物理层，然后再通过物理链路发送给结点B。 （3）结点B收到的帧，如果无差错，解封装，上传给网络层，否则丢弃。 3.1.2 三个基本问题 数据链路层协议有许多：如PPP协议、CSMA/CD协议等，但有3个问题是共同的： (1) 封装成帧 (2) 透明传输 (3) 差错控制 1. 封装成帧 封装成帧(framing)：在一段IP数据报的前后分别添加首部和尾部，就构成了一个帧。 首部和尾部的一个重要作用就是进行帧定界。 MTU (Maximum Transfer Unit) ：帧的数据部分的长度上限。 封装 用控制字符进行帧定界的方法 SOH（Start Of Header）： 二进制 EOT（End Of Transmission）：二进制 帧定界符的作用： 当数据在传输中发生中断，由于使用了帧定界符，因此只有首部SOH，没有结束符EOT：接收端就知道收到的数据是个不完整的帧，必须丢弃。 2. 透明传输 用字节填充法解决透明传输的问题 3. 差错检测 比特差错：比特在传输过程中可能会产生差错：1 可能会变成 0， 而 0 也可能变成 1。 误码率 BER (Bit Error Rate)：在一段时间内，传输错误的比特占传输比特总数的比率。 为了降低误码率，目前在数据链路上广泛使用循环冗余检验CRC（Cyclic Redundancy Check ）的检错技术。 循环冗余检验的原理 在发送端，先把数据划分为组。 假设待传送的一组数据 M = 101001（每组 k = 6个比特），在 M 的后面再添加供差错检测用的 n 位冗余码一起发送。 冗余码的计算方法 用二进制的模2运算进行计算：即在 M 后面添加 n 个 0。 被除数 ：k 位 除数 ：n+1位 商 : 余数 ：n位 例： ∵ 数据 M = 101001， k = 6 除数 P = 1101， n+1 = 4，n = 3 ∴ 被除数 2nM = 101001000