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数据链路层 链路与数据链路 数据链路层的基本功能 数据链路层的服务 停-等协议 实用的停-等协议 连续ARQ协议 选择重传ARQ协议 HDLC、SLIP、PPP 数据链路层 链路：一条无源的点到点的物理线路，中间没有任何交换结点。 数据(逻辑)链路: (物理)链路+通信规程 数据链路层的基本功能 链路管理：数据链路的建立、维持和释放 成帧:收方能从收到的比特流中准确地区分出一帧的开始和结束 流量控制：发方发送数据的速率必须使收方来得及接收 差错控制：前向纠错、检错重发 区分数据和控制信息： 寻址：多点连接的情况下，可保证每一帧都能送到正确的目的站, 收方也能知道发方是哪一个站。 透明传输:不管所传数据是什么样的比特组合，都能在链路上传送。 成帧 字符计数法 带字符填充的首尾界符法 带位填充的首尾标志法 物理层编码违例法 字符计数法 帧在帧头部中使用一个字段来标明帧内字符数 带字符填充的首尾界符法以特定的字符序列为控制字段 DLE 带位填充的首尾标志法 HDLC 物理层编码违例法 SFD : 帧首定界 -- 最简单而又最基本的一个数据链路层协议是：停止等待协议(stop-and-wait) 两机通信的简化模型 一般，数据的传输受到两个因素的影响 信道可靠性 发送和接收能力 理想化的数据传输无需数据链路层协议 假定1：链路是理想的传输信道，数据既不会出错也不会丢失 假定2：不管发送方的速率多快，接收方总能接收到并上交,缓冲区无穷大，无需流量控制 而在一般情况下，上述情况难以保证 ? 停止等待协议(假定传输信道理想) 发送方发出一帧后，要停下来等待接收方的应答，收到确认后才能发送下一帧。 实用的停止等待协议 超时计时器的作用 结点A发送完一个数据帧时，就启动一个超时计时器(timeout timer)。 计时器又称为定时器。 若到了超时计时器所设置的重传时间 tout而仍收不到结点 B 的任何确认帧，则结点 A 就重传前面所发送的这一数据帧。 一般可将重传时间选为略大于“从发完数据帧到收到确认帧所需的平均时间”。 解决重复帧的问题 使每一个数据帧带上不同的发送序号。每发送一个新的数据帧就把它的发送序号加 1。 若结点 B 收到发送序号相同的数据帧，就表明出现了重复帧。这时应丢弃重复帧，因为已经收到过同样的数据帧并且也交给了主机 B。 但此时结点 B 还必须向 A 发送确认帧 ACK，因为 B 已经知道 A 还没有收到上一次发过去的确认帧 ACK。 帧的编号问题 任何一个编号系统的序号所占用的比特数一定是有限的。因此，经过一段时间后，发送序号就会重复。 序号占用的比特数越少，数据传输的额外开销就越小。 对于停止等待协议，由于每发送一个数据帧就停止等待，因此用一个比特来编号就够了。 一个比特可表示 0 和 1 两种不同的序号。 帧的发送序号 数据帧中的发送序号 N(S) 以 0 和 1 交替的方式出现在数据帧中。 每发一个新的数据帧，发送序号就和上次发送的不一样。用这样的方法就可以使收方能够区分开新的数据帧和重传的数据帧了。 可靠传输 虽然物理层在传输比特时会出现差错，但由于数据链路层的停止等待协议采用了有效的检错重传机制，数据链路层对上面的网络层就可以提供可靠传输的服务。 实用的停止等待协议（ARQ协议）: 前提：实际信道不满足理想化数据传输的假定 ? 流量控制方法：等待发送 ? 差错控制：发送方数据帧中加入校验码（CRC），由接收方检查；若出错，返回NAK；发送方收到NAK后重发。 ? 帧丢失处理：超时定时器；以序号标识数据帧 ? 优点：简单 ? 缺点： 信道利用率低，停等方式是很慢的。在发送下一帧之前，每一帧必须穿越距离到达接收方，而每一帧的应答也必须从接收方传输回来。 连续ARQ协议/流水线协议 工作原理：发送方发完一帧后，不必停下来等待对方的应答，可以连续发送若干帧；如果在发送过程中收到接收方的肯定应答，可以继续发送；若收到对其中某一帧的否认帧，则从该帧开始的后续帧全部重发.由于减少了等待时间，整个通信的吞吐量就提高了。 流量控制方法：连续发送 差错控制：同停等协议 优点：连续发送提高了信道利用率,理想情况下效率高 缺点： 回走重传（Go-back-N）,导致某些已正确接收的帧的重传，因此降低了发送效率 误码率较低时，连续ARQ优于停等协议；反之则不一定 连续ARQ协议的问题 ? 流量控制： 发送窗口：其大小WT表示在收到对方确认的信息之前，可以连续发出的最多数据帧数（只有序号在窗口内的帧才可以发送） 接收窗口：其大小WR可以连续接收的最多数据帧数（只有序号在窗口内