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计算机网络 第 3 章 数据链路层 第1部分（点对点信道） 第3章 数据链路层 3.1 基本概念 3.2 数据的可靠传输机制 3.3 高级数据链路控制规程HDLC 3.4 因特网的点对点协议PPP 使用广播信道（点对多点）的数据链路层 3.5 局域网概述 3.6 信道共享技术 3.7 以太网（802.3） 3.8 以太网的扩展 3.9 高速以太网 3.10 WLAN 3.1 基本概念 从体系结构角度来构建数据链路层上数据传递的模型； 数据链路层所使用的信道类型； 数据链路层协议要解决的主要问题； 数据链路层的模型 数据链路层的模型 链路和数据链路 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；（物理链路） 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；（逻辑链路） 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； 数据链路层使用的信道 数据链路层使用的信道主要有以下两种类型： 点对点信道 使用一对一的点对点通信方式; 广播信道 使用一对多的广播通信方式； 广播信道上连接的主机很多，必须使用专用的共享信道协议来协调这些主机的数据发送； 数据链路层协议主要功能 (1) 封装成帧 (2) 透明传输 (3) 差错控制 链路管理、流量控制、寻址等等； 功能：①封装成帧 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。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 数据帧格式举例 功能： ②透明传输 解决透明传输问题 发送端：数据链路层在数据中出现控制字符“SOH”或“EOT”的前面插入一个转义字符“ESC”(其十六进制编码是 1B)； 称字节填充或字符填充； 如果转义字符也出现数据当中，那么应在转义字符前面插入一个转义字符； 当接收端收到连续的两个转义字符时，就删除其中前面的一个； 接收端：数据链路层在将数据送往网络层之前删除插入的转义字符； 用字节填充法解决透明传输的问题 功能： ③差错控制 在传输过程中可能会产生比特差错：1 可能会变成 0 而 0 也可能变成 1； 还存在其他的差错情况； 如帧丢失、重复等； 为了保证数据传输的可靠性，在计算机网络传输数据时，必须采用各种差错检测措施； 比特差错检测方法：循环冗余检验CRC 在数据链路层传送的帧中，广泛使用了循环冗余检验 CRC 的检错技术。 假设待传送的数据 M = 1010001101（共k bit）。我们在M的后面再添加供差错检测用的 n bit 冗余码一起发送。 用二进制的模 2 运算进行 2n 乘 M 的运算，这相当于在 M 后面添加 n 个 0； 得到的 (k + n) bit 的数除以事先选定好的长度为 (n + 1) bit 的数 P，得出商是 Q 而余数是 R，余数 R 比除数 P 至少要少1 个比特； CRC的计算举例 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。 比特差错检测方法：循环冗余检验CRC 出错：只要得出的余数 R 不为 0，就表示检测到了差错； CRC只具备检错功能； 经过严格的挑选，并使用位数足够多的除数 P； 接收方处理：丢弃这个出现差错的帧； 可靠传输时：需要另外的机制来保证； 重传和确认机制； 3.2 数据帧的可靠传输机制 在不可靠的物理环境下实现可靠的数据传输； 需要相应的协议的保证； 理想的数据传输条件 传输信道是理想的； 数据通过信道传输不会发生任何差错； 接收方的缓存是理想的； 发送方以多快的速度发送数据，接收方总是能够接收得下来（收发双方的速率总是匹配的）； 可靠数据传输协议 实际的传输网络都不可能是理想的； 数据可能会发生各种差错； 收发双方的速率也可能会不匹配； 不可靠的传输网络要实现可靠的数据传输必须通过设计某些数据传输协议来加以保证； 停止等待协议 连续ARQ协议 选择重传ARQ协议 3.2.1 停止等待协议 工作特点； 发送方发一帧，停止发送，等待对方的确认； 收到确认后，再发下一帧；如此重复； 如发生差错，通过重传数据帧方式实现纠错； 因此需对数据帧进行编号； 几个问题； 确认帧的内容； 发送方如何知道数据发生差错，需要重传； 数据帧的编号需要多少位； 此