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第3章 广域网 3.1 帧定界 3.2 检错编码 3.3 可靠传输协议 3.4 HDLC协议 *3.5 PPP协议 3.6 交换 3.7 虚电路和数据报 3.8 网络性能 3.9 广域网实例 数据链路层的基本概念 链路(link)是一条无源的点到点的物理线路段，中间没有任何其他的交换结点。 一条链路只是一条通路的一个组成部分。 数据链路(data link) 除了物理线路外，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适配器（即网卡）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。 数据链路层像个数字管道 常常在两个对等的数据链路层之间画出一个数字管道，而在这条数字管道上传输的数据单位是帧。 是有格式的0/1序列，例如：00111010100011010101010101110101数据链路层的主要功能 (1) 链路管理 (2) 帧定界 (3) 流量控制 (4) 差错控制 (5) 将数据和控制信息区分开 (6) 透明传输 (7) 寻址 数据链路层的简单模型 数据链路层的简单模型( 续） 3.1 帧定界 3.1.1 带字符填充帧定界法 二进制同步通信协议BISYNC 3.1.2 带比特填充帧定界法 HDLC 带字符填充帧定界法 带比特填充帧定界法----零比特填充法 HDLC 采用零比特填充法使一帧中两个 F 字段之间不会出现 6 个连续 1。 在发送端，当一串比特流数据中有 5 个连续 1 时，就立即填入一个 0。 在接收帧时，先找到 F 字段以确定帧的边界。接着再对比特流进行扫描。每当发现 5 个连续 1 时，就将其后的一个 0 删除，以还原成原来的比特流。 零比特的填充与删除 3.2 检错编码 *3.2.1 CRC 3.2.2 校验和 3.2.1 CRC 循环冗余检验的原理说明 设 n = 5, P = 110101，模 2 运算的结果是：商 Q = 1101010110， 余数R = 01110。 将余数 R 作为冗余码添加在数据 M 的后面发送出去，即发送的数据是101000110101110，或 2nM + R。 常用的CRC生成多项式 G(x) 3.2.2 校验和 校验和实例 3.3 可靠传输协议 3.3.1 停－等协议 3.3.2 后退N帧协议 3.3.3 选择重传协议 3.3.1 停－等协议 思想 发送方的发送一帧后就停止下来，等待接收方返回的确认帧。 如果经过一段时间后发送方还没有收到确认帧，则发送方定时器超时，并重传该帧。 停－等协议4种不同的情况 停止等待协议中数据帧和确认帧的发送时间关系 停止等待协议 ARQ 的优缺点 优点：比较简单 。 缺点：通信信道的利用率不高，也就是说，信道还远远没有被数据比特填满。 为了克服这一缺点，就产生了另外两种协议，即连续 ARQ 和选择重传 ARQ。这将在后面进一步讨论。 3.3.2 后退N帧协议 GBN, Go-Back-N protocol 发送缓冲区2n1 接收缓冲区=1 发送方看到的序号 滑动窗口的概念 发送端和接收端分别设定发送窗口和接收窗口 。 发送窗口用来对发送端进行流量控制。 发送窗口的大小 代表在还没有收到对方确认信息的情况下发送端最多可以发送多少个数据帧。 接收端设置接收窗口 在接收端只有当收到的数据帧的发送序号落入接收窗口内才允许将该数据帧收下。 若接收到的数据帧落在接收窗口之外，则一律将其丢弃。 在连续 ARQ 协议中，接收窗口的大小 WR = 1。 只有当收到的帧的序号与接收窗口一致时才能接收该帧。否则，就丢弃它。 每收到一个序号正确的帧，接收窗口就向前（即向右方）滑动一个帧的位置。同时发送对该帧的确认。 举例 3.3.3 选择重传协议 选择重传协议（SR, Selective Repeat） 发送缓冲区2n-11 接收缓冲区2n-11 发送方和接收方看到的序号 举例 信道利用率 由于每个数据帧都必须包括一定的控制信息(如帧的序号、地址、同步信息以及其他的一些控制信息)，所以即使连续不停地发送数据帧，信道利用率(即扣除全部的控制信息后的数据率与信道容量之比)也不可能达到 100 %。 当出现差错时(这是不可避免的)，数据帧的不断重传将进一步使信道利用率降低。 最佳帧长 若数据帧的帧长取得很短，那么控制信息在每一帧中所占的比例就增大，因而额外开销增大，这就导致信道利用率的下降。 若帧长取得太长，则数据帧在传输过程中出错的概率就增大，于是重传次数将增大，这也会使信道