第5章数据链路层技术.doc

第5章 数据链路层技术 5．1 OSIfRM中的数据链路层 5．1．1 数据链路层功能 5．1．2数据链路层服务 5．2数据链路控制原理与技术 5．2．1 基本的传输控制过程 5．2．2链路级流量控制 5．2．3 链路级差错控制 5．3数据链路层协议实例 5．3．1 高级数据链路控制规程HDLC 5．3．2 因特网的数据链路协议 数据链路是构成端—端逻辑信道的一段节点-节点间数据通路，是在一条数据线路基础上通过数据链路层协议建立起来的、具有它自己的数据传输格式(帧)和传输控制功能的节点—节点间“逻辑联结”。 数据链路层为该层的对等通信实体间提供建立、维持和拆除一条或多条数据链路所必需的功能、过程，向网络层实体提供透明的、可靠的链路级数据传输服务。 在本章中，“链路” (1ink)是指实际存在的物理链路，与前面章节中所述的传输线路等同；“数据链路”(data link)是指通过协议控制建立起来的逻辑链路，反映出两点之间的传输联结关系。 本章首先综述OSI／RM中定义的数据链路层功能和服务，然后主要讲述救据链路控制的原理与技术。最后，介绍两个最重要的数据链路控制协议实例。 5.1 OSI／RM中的数据链路层 数据链路层(DL)是OS!参考模型中的第2层，介于物理层和网络层之间。数据链路层的目的是在物理层提供的数据线路连接和比特流传输功能的基础上，为它的上层对等实体(网络层实体)之间建立、维持和释放“节点-节点”间的数据链路联结，并在这个联结上为传送数据链路层数据单元(帧)提供功能性和过程性的方法。 5.1．1 数据链路层功能 数据链路层在物理层提供的服务基础上，将网络层递交来的数据单元在邻接的两节点之间，实现透明的、高可靠的传输。这里所谓的“透明的”传输，是指无论什么类型(或结构)的数据，都按其原来的形式传输。为达到这一目的，数据链路层必须具备一系列相应的功能，归纳如下。 1．数据链路管理 当网络中的两个节点要进行通信时，发送方必须确知接收方是否已经处在准备接收的状态。为此，通信的双方必须先要交换一些必要的信息，以便建立起一种相互关系(逻辑联结关系)。在数据链路层，这种关系称为数据链路(DataLink)。同样地，在传输数据过程中还要维持这个数据链路，而在通信完毕时要释放这个数据链路。涉及数据链路的建立、维持和释放等方面的功能就叫做数据链路管理。 2．装帧与帧同步 在数据链路层，数据的传送单位是帧(Frame)。所以，当网络层实体递交并请求发送它的数据后，数据链路实体首先必须将该数据按照协议的要求，装配成数据帧，然后在数据链路控制协议的控制下发送到数据链路上去。在该链路的另一端则是相反的过程。另一方面，成批的数据如此被装配成数据帧，一帧一帧地在数据链路上传输，还必须保持它们的顺序性，以免在接收卸帧以后发生乱序。有关帧传输顺序性方面的功能就叫做帧同步。 3．流量控制 发送方发送数据的速率必须使接收方来得及接收，以免造成帧丢失。当接收方来不及接收时，就必须及时控制发送方的发送速率，以使收发双方的速率达到匹配。 4．差错控制 任何实用的通信系统都必须具有检测和纠正差错的能力，尤其是数据通信系统，要求最终的数据差错率达到极低的程度。因此，差错控制过程也是数据链路层的主要功能之一。 5．透明传输 如前所述，所谓透明传输就是不管所传数据是什么样的比特组合(例如，文本型数据、图像型数据、机器代码型数据等)，都应当能够在链路上安全可靠地传输。当所传数据中的比特组合恰巧与协议的某个控制信息的结构完全一样时，就必须采取适当的措施，使接收方不会将这样的数据错误地认为是某个控制信息，这样才能保证数据链路上的传输是安全可靠的。 6．寻址 在一条简单的点—点式链路上传输数据时，无所谓寻址问题。但是，在多点式链路上传输数据时，则必须保证每一帧都能送到正确的接收方，接收方也应当知道发送方是哪一个节点，所以数据链路层也存在简单的寻址问题。 5.1．2 数据链路层服务 OSI/RM的数据链路层的功能结构及其相关要素，可以用图5—1所示的模型表示，它在相邻节点间实现透明的、高可靠的数据传输，并以此功能作为向网络层提供的服务——数据链路服务。那么，如图5—1所示，数据链路层实体是这种服务的提供者，而上层的网络层实体就是它的服务用户，两层之间服务关系的接口就是数据链路服务访问点DL—SAP。 数据链路层向网络层提供的基本服务，是将链路上源结点的网络层数据在逐条链路上传输，直到宿结点的网络层。如图5—1所示，在源结点网络层实体将数据交给数据链路层。数据链路层利用它的数据链路联结支持，把数据传输到宿结点的对等层，然后再递交给它的服务用户——网络层实体。 图5