第3节 广域数据网.ppt

第3章 广域数据网络 3.1　数据链路控制与协议 3.2 数据子网提供的服务 3.3　 路由选择 3.4　 拥 塞 控 制 3.5　 帧　中　继 3.6　 异步传递方式 数据通信是计算机与通信相结合而产生的一种通信方式和通信业务，它可实现计算机与计算机、计算机与终端以及终端与终端之间的数据信息传递。随着数据业务的发展，出现了各种数据通信网络技术。本章在介绍数据链路功能和协议的基础上，详细讲述数据通信网络的构成、路由选择技术以及拥塞控制机制，最后给出两种广域数据网络实例，即帧中继（FR）网络和ATM网络。 3.1　数据链路控制与协议 3.1.1　数据链路的基本功能 数据链路层要完成许多特定的功能，这些功能包括： ① 向网络层提供一个定义良好的服务接口； ② 处理传输错误； ③ 调节数据流，确保慢速的接收方不会被快速的发送方淹没。 1．为网络层提供的服务 数据链路层的设计目标是提供各种服务，即无确认的无连接服务、有确认的无连接服务和有确认的面向连接服务。 2．成帧 对于数据链路层，一般的做法是将位流分解成离散的帧，并计算每一帧的校验和。当一帧到达目标机器的时候，重新计算校验和。在实际应用中，通常采用比特填充的分界标志法。 比特填充的分界标志法的做法是：每一帧的开始和结束都有一个特殊的位模式，为帧的分界符。当发送方的数据链路层碰到数据中5个连续的位“1”的时候，它自动在输出位流中填充一个位“0”。图3.1所示为位填充的一个例子，图（a）为原始数据，图（b）为线路上的数据，图（c）为删除填充后存储在接收方的数据。 3．差错控制 确保可靠递交的常用方法是向发送方提供一些有关线路另一端状况的反馈信息。通常情况下，协议要求接收方送回一些特殊的控制帧，在这些控制帧中，对于它所接收到的帧进行肯定的或者否定的确认。 4．流量控制 在数据链路层中另一个重要的设计问题是，如果发送方发送帧的速度超过了接收方能够接收这些帧的速度，则发送方该如何处理呢？常用的办法基于反馈的流控制，接收方给发送方送回信息，允许它发送更多的数据，或者至少也要告诉发送方它的情况怎么样，如滑动窗口法。 3.1.2　数据链路层协议 本小节将介绍目前被广泛使用的数据链路协议，高级数据链路控制（High-level Data Link Control，HDLC）协议。它是一个面向比特的数据链路层协议。 HDLC的帧结构如图3.2所示，其中，地址字段被用于标识一个终端，校验和字段是一个循环冗余码。帧的分界是标志序 3.1.2　数据链路层协议 HDLC的许多重要功能都靠控制字段来实现。根据其最前面的两个比特的取值，可以将HDLC的帧划分为3类：信息帧、管理帧和无编号帧，其简称分别是I帧、S帧和U帧。对于这3种帧，控制字段的内容如图3.3所示，图（a）为信息帧，图（b）为管理帧，图（c）为无编号帧。图中所示的Seq字段是帧的序列号，Next字段则是一个捎带的确认。 P/F位代表查询/结束。各种不同的管理帧可通过Type（类型）字段来区分。 3.1.2　数据链路层协议 管理帧共有4种，它们的名称和功能如表3.1所示。管理帧主要用来帮助实现流量控制和差错控制的工作。 3.1.2　数据链路层协议 3.2 数据子网提供的服务 3.2.1 数据子网的概念 数据子网根据其数据链路类型不同，可以分为广播类型的数据子网，即局域网，以及交换式数据子网，即广域网。 图3.4所示为异地局域网通过路由器与广域网相连，组成了一个覆盖范围很广的互联网。广域数据子网和局域网都是互联网的重要组成构件。 图3.4　由不同类型子网组成的互联网 3.2.2 数据报和虚电路 从层次上看，广域数据子网的最高层就是网络层。网络层为接在网络上的主机所提供的服务可以有两大类，即无连接的网络服务和面向连接的网络服务。这两种服务的具体实现就是通常所说的数据报服务和虚电路服务。 图3.5分别画出了网络提供数据报服务和提供虚电路服务的特点。网络层的用户是运输层实体，但为方便起见，可用主机作为网络层的用户。 3.2.2 数据报和虚电路 图3.5 数据报服务和虚电路服务 3.2.2 数据报和虚电路 1．数据报服务