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数据与计算机通信网 第 3 章 数据链路层 崔世耀 Ise_cuisy@ 2011-8-1 第 3 章 数据链路层 *3.1 数据链路层的基本概念 3.1.1 寻址 3.1.2 成帧 3.1.3 差错控制 3.1.4 流量控制 *3.2 停止等待协议 3.2.1 完全理想化的数据传输 3.2.2 具有最简单流量控制的数据链路层协议 3.2.3 实用的停止等待协议 3.2.4 循环冗余检验的原理 3.2.5 停止等待协议的算法 3.2.6 停止等待协议的定量分析 第 3 章 数据链路层 *3.3 连续 ARQ 协议 3.3.1 连续 ARQ 协议的工作原理 3.3.2 连续 ARQ 协议的吞吐量 3.3.3 滑动窗口的概念 3.3.4 信道利用率与最佳帧长 3.4 选择重传 ARQ 协议 *3.5 面向比特的链路层协议 HDLC 3.5.1 HDLC 协议概述 3.5.2 HDLC 的帧结构 第 3 章 数据链路层 *3.6 因特网的点对点协议 PPP 3.6.1 PPP 协议的工作原理 3.6.2 PPP 协议的帧格式 3.6.3 PPP 协议的工作状态 3.7 802.3和以太网帧 3.8 数据链路层设备简介-网卡与交换机 3.1 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。 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。 数据链路层的主要功能 (1) 链路管理 (2) 分帧 (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） 3.1.1 寻址 MAC地址 (物理地址)：MAC地址长度48bit,用12个十六进制数字来表示 前24bit是网卡制造商的编号，后24bit是内部编号 思考如下问题？ 主机1向主机2发送数据时，主机1是否知道主机2的IP地址？ 主机1向主机2发送数据时，主机1是否知道主机2的MAC地址？ 寻址(续) 访问 寻址(续) 访问 寻址 寻址 ARP协议 寻址 寻址方式：源主机将带有目的主机MAC地址的信息发送到网络上，网络中的每个设备NIC 卡都会检查数据包的MAC目的地址，如果不符，NIC卡会忽略该信息数据包；如果相符，NIC卡就会复制该信息数据包。 寻址 网络寻址 主机寻址 端口寻址 3.1.2 成帧 对于数据链路层，通常的方法是把比特流分成离散的帧，对每一帧进行校验，因此，数据链路层需要对比特流识别帧结构。 思考：你的分帧方案？ 成帧(续) 计时分帧(风险大) 4种分帧方法: (1)字符计数法 (2)带字符填充的首尾界符法 (3)带位填充的首位标志法 字符计数法 (1)字符计数法：在帧头部中使用一个字段来标明帧内字符数。 带字符填充的首位界符法 (2)带字符填充的首位界符法： 每一帧以ASCII字符序列DLE STX开头，以DLE ETX结束。目的机器一旦失去帧边界，可通过查找DLE STX 或DLE EXT字符序列，恢复同步 带位填充的首位标志法 (3)带位填充的首位标志法：每一帧使用一个特殊的位模式，为开始和结束标志字节 当发送方的数据链路层在数据中遇到5个连续的1时，自动在其后加入一个0；接收方每看到5个连续的1后面跟着一个0，自动将此0删去。 采用位填充技术，两帧间的边界，可通过位模式唯一的识别。 带位填充的首位标志法（续） 3.1.3 差错控制 网络中可能的出错有哪些？ （1）出错； （2）丢失； （3）重复。 你有什么方法处理这些出错？ （1）校验 （2）确认机制 （3）定时器机制 （4）序号 3.1.3 差错控制 校验（出错）：检查帧的出错 确认机制（丢失）：为保证可靠的传送，常采用的方法是向数据发送方提供有关接收方情况的反馈信息；协议要求接收方发回确认帧，作为对输入肯定或否定性的确认。 若数据帧完全丢失，或确认帧丢失，发送方将会永远等下去。 差错控制(续) 超时重发（出错或丢失）：当发送方发出一帧时，通常也启动计时器，该计时器计到设定值的时间时清为0。数据帧或