第四章数据链路层1.ppt

第三章 通信子网的物理层 3.1 物理层概述 3.2 物理层比特流传输模式 串行（同步，异步），并行 3.3 通信介质 3.4 传输信道 多路复用技术 3.5 传输编码 尽量减少物理层的传输错误 计算机网络 第 4 章 数据链路层 第 4 章 数据链路层 网络层的数据是怎样被封装进链路层帧的？ 沿着网络层的通讯路径，不同的链路可以采用不同的链路层协议吗？ 两种不同的链路层信道 广播信道 点对点通信 第 4 章 数据链路层 4.1 数据链路层的基本概念 4.2 数据交换技术 4.3 数据的可靠传输 4.3.1校验算法 4.3.2 链路层的差错控制 4.4 数据传输的流量控制 4.5 数据的同步传输控制 4.6 数据的封装与解封装 4.7 典型链路层协议 4.1 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。 第 4 章 数据链路层 定义了链路两端的节点之间交互的分组格式，以及当发送和接受分组时这些节点采取的动作。 差错检测，重传，流量控制和随机接入。 协议：以太网，802.11无线LAN(wifi),令牌环和PPP等。 不同的链路层协议提供的服务是不同的。 很多功能硬件实现（接口卡） 较高层次的链路层功能，如网络层接收数据报，装配链路层寻址信息以及激活控制器引荐，接受时相应来自控制器的中断。 数据链路层的主要功能 (1) 链路建立与管理 PPP，广播：多路访问 (2) 帧同步（定界） (3) 流量控制 (4) 差错控制 点到点重传 (5) 将数据和控制信息区分开 (6) 透明传输 (7) 寻址 4.2 数据交换技术 通信子网的重要概念——交换 使用交换机 当电话机的数量增多时，就要使用交换机来完成全网的交换任务。 “交换”的含义 在这里，“交换”(switching)的含义就是转接——把一条电话线转接到另一条电话线，使它们连通起来。 交换即数据在节点的进出。 连续数据通过节点的转发方式，称作数据交换技术。 三种交换方式：电路交换，报文交换，分组交换 电话系统——电路交换 特点：电路交换必定是面向连接的。 电路交换的三个阶段： 建立连接 通信 释放连接 电路交换举例 A 和 B 通话经过四个交换机 通话在 A 到 B 的连接上进行 电路交换举例 C 和 D 通话只经过一个本地交换机 通话在 C 到 D 的连接上进行 电路交换特点 基本没有延迟 接受方毕业应答才能通信 计算机数据具有突发性——通信线路的利用率很低——不适合计算机通信。 分组交换网的示意图 注意分组的存储转发过程 分组交换的优点 高效 动态分配传输带宽，对通信链路是逐段占用。 灵活 以分组为传送单位和查找路由。 迅速 不必先建立连接就能向其他主机发送分组；充分使用链路的带宽。 可靠 完善的网络协议；自适应的路由选择协议使网络有很好的生存性。 分组交换带来的问题 分组在各结点存储转发时需要排队，这就会造成一定的时延。 分组必须携带的首部（里面有必不可少的控制信息）也造成了一定的开销。 报文交换——早期的存储转发 在 20 世纪 40 年代，电报通信也采用了基于存储转发原理的报文交换(message switching)。 报文交换的时延较长，从几分钟到几小时不等。 节点的缓冲容量，线路占用，线路故障等。现在报文交换已经很少有人使用了。 三种交换的比较 4.3 数据的可靠传输 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。 处理方式 校验技术与校验算法 硬件实现 4.3 数据的可靠传输 1.奇偶校验 奇校验 0111000110101011 1 偶校验 行奇偶校验 块奇偶校验（二维奇偶校验） 2.汉明码（海明码） 纠错码 在数据中间加入几个校验码，码距均匀拉大，将数据的每个二进制位分配在几个奇偶校验组里，当某一位出错，会引起几个校验位的值发生变化。 利用在信息位为k位，增加r位冗余位，构成一个n=k+r位的码字，可以区分无错和在码字中的n个不同位置的一位错。 2.汉明码（海明码） 它必需满足以下关系式： 2r ≥ k+r+1 校验码个数为K，2的K次方个信息，1个信息用来指出“没有错误”，其余（2^K)-