第5章计算机网络及Internet-计算机网络基础祥解.ppt

5.1 物理层与数据链路层 5.1.1 物理层 5.1.2 数据链路层 修路-物理层 用路-数据链路层 选路-网络层 一、物理层的主要特性： 1）机械特性：接口的形状和尺寸，引脚数与排列方式。 2）电气特性：规定信号线的电气连接及电路特性。包括在物理连接上传输二进制位流时，线路上的信号电平，输出阻抗、输入阻抗、平衡特性、负载要求、传输速率和连接距离等 3）功能特性：说明接口信号引脚的功能分配和确切定义。 4）规程特性：规定利用信号线进行二进制位流传输的一组操作过程。即在传输过程中事件发生的合法顺序。 二、物理层标准举例 现在已定义的物理层标准接口有：RS-232、RS-449/422/423、 EIA-232-E、 X.20、 X.21 、V.24、V.28等。大多数物理层接口都具有四方面的属性 1969年，美国电子工业协会(EIA)公布了RS-232C作为串行通信接口的电气标准，该标准定义了数据终端设备(DTE)和数据通信设备(DCE)间按位串行传输的接口信息，合理安排了接口的电气信号和机械要求，在世界范围内得到了广泛的应用 RS（Recommeded standard）：推荐标准，232:编号 1962:RS-232 → 1969: RS-232-C → 1987:EIA-232-D → 1991:EIA-232-E 为了克服EIA-232接口的传输速率和电缆最大长度限制(20Kb/s和15m)，EIA制定了RS-449。 通常 RS-232 接口以9个引脚 (DB-9) 或是25个引脚 (DB-25) 的型态出现，一般个人计算机上会有两组 RS-232 接口，分别称为 COM1 和 COM2。 EIA-232 接口特性如下： 1、采用Modem(DCE)和电话网通信时的信号连接： 若在双方MODEM之间采用普通电话交换线进行通信，除了需要2～8号信号线外还要增加RI(22号)和DTR(20号)两个信号线进行联络 2、采用专用电话线通信：在通信双方的MODEM之间采用电话线进行通信，则只要使用2～8号信号线进行联络与控制。不需要电话机、振铃信号RI和DTR信号 近距离通信 当通信距离较近时，可不需要Modem，通信双方可以直接连接，这种情况下，只需使用少数几根信号线。 注意： 物理层并不考虑比特流的意义和格式问题 传输介质不属于物理层，物理层是协议，不是具体的传输媒体或设备 信道编码、复用方式、调制解调等都是物理层的内容。 5.1.2 数据链路层 用路：避免冲突？令牌控制？。。。。 一、数据链路层主要功能 链路管理：数据链路连接的建立、维持和释放的操作。 寻址：必须保证每一帧都能送到正确的地址，接收方要能够知道谁是发送方（MAC地址及转发表）。 流量控制：控制相邻两个节点之间数据链路上的流量（如停等协议、ARQ协议等） 帧同步：准确地区分帧的起始与终止（帧标志）。 透明传输：在数据链路层中，对所传输的数据无论它们是由什么样的比特组合起来的，在数据链路上都应该能够传输，如：零比特插入法（5个连1插1个0） 差错控制：如错误帧或帧丢失，常用的差错控制方法有检错重发（自动请求重发ARQ）、前向纠错FEC、反馈检验法 当接收端通过差错检测发现了帧在传输中出了差错，或者默默丢弃而不进行任何其他处理（当使用PPP协议或CSMA/CD协议时），这是现在的大多数情况；或者使用重传机制要求发送方重传（当使用HDLC协议时），但这种情况现在很少使用。 1、封装成帧及帧定界 封装成帧(framing)就是在一段数据的前后分别添加首部和尾部，然后就构成了一个帧。 帧同步：确定帧的界限。 首部和尾部的一个重要作用就是进行帧定界。 用控制字符进行帧定界的方法举例 PPP的透明传输 当PPP用在同步传输链路时，用硬件来完成比特填充（与HDLC一样）。 当PPP用在异步传输链路时，它用一种特殊的字符填充法。如下表所示。 用特定比特进行帧定界的方法举例 F 2、透明传输：在数据链路层中，对所传输的数据无论它们是由什么样的比特组合起来的，在数据链路上都应该能够传输，如：零比特插入法（5个连1插1个0），即零比特的填充与删除 零比特填充的具体做法： 在发送端，先校验再填充：在加上标志字段之前，计算出FCS帧校验序列并将其加在校验数据之后，扫描透明传输区间，只要发现有5个连续1，则立即填入一个0，以保证不会出现6个连续1。填充之后再加上标志字段。 在接收端，先去0再校验。接收到一个帧时，先找到F字段以确定帧的边界。接着再对其中的比特流进行扫描。每当发现5个连续1时，就将这5个连续1后的一个0删除，以还原成原来的比特流。然后再进行校验计算。 3、差错检验： 循环冗余检验原理 M：待传送数据