《深入理解计算机网络》第五章.pptx

《深入理解计算机网络》教学PPT;第5章 数据链路层;5.1 数据链路层基础;5.1.1 划分“数据链路层”的必要性;5.1.2 数据链路层结构;各层的SAP SAP是上层访问相邻下层所提供服务的点，是邻层实体（“实体”也就是对应层的逻辑功能）间实现相互通信的逻辑接口，位于两层边界处。从物理层开始，每一层都向上层提供服务访问点（“应用层”除外），每一层都有SAP（如右图所示），但不同层的SAP内容和表示形式都是不一样的。具体参见书中说明。;2. MAC子层 “MAC子层”的最基本功能就是如何控制不同用户数据传输中对物理层传输介质的访问，其中包括：介质访问时的寻址和介质访问冲突的解决。 如在IEEE 802.3以太网标准MAC子层规范了如何在总线型网络结构下使用传输介质；在IEEE 802.4令牌总线（Token-Bus）标准MAC子层规范了如何在总线的网络结构下利用令牌（token）控制传输介质的使用；在IEEE 802.5令牌环（Token-Ring）标准MAC子层规范了如何在环状网络结构下利用令牌来控制传输介质的使用；在IEEE 802.11标准的无线局域网标准MAC子层规范了如何在无线局域网络的结构下控制传输介质的使用。;3. LLC子层 “LLC子层”的最基本功能就是负责数据链路层中“逻辑链路”的控制，其中包括：逻辑链路的建立和释放，控制信号交换、数据流量控制，解释上层通信协议传来的命令并且产生响应，以及克服数据在传送的过程当中所可能发生的种种问题。 在LLC子层中提供了“数据链路层”的SAP，作为与“网络层”通信交互的接口，如下图所示。;5.2数据链路层主要功能及实现原理;5.2.1 数据链路管理;5.2.2 数据帧封装和透明传输;传输，到达后又要将比特流封装成数据帧，这就是“数据链路层”的帧组装方式。“透明传输”的目的就是要实现“帧同步”，就是要使接收端的“数据链路层”对从“物理层”传输而来的一串串比特流以“帧”为单位进行区分。 数据链路层常见的几种帧同步方法包括：字节计数法、字符填充的首尾定界符法、比特填充的首尾定界符法、违法编码法。 ;1）字节计数法 “字符计数法”是一种以一个特殊字符代表一个帧的起始，并以一个专门的字段来标识当前帧内字节数的帧同步方法，典型代表是DEC公司的DDCMP协议。其帧格式如下图所示。SOH字段是一个帧的帧头开始部分,就相当于一个帧开始的特殊字符；在NUM字段中为每个数据帧分配一个编号，以确保在从站点中的正确消息序列，同时在COUNT字段中指出本数据帧中DATA字段的大小。 ;2）字符填充的首尾定界符法 该同步方法是用一些特定的控制字符来定界一个帧的起始与结束，如IBM的BSC协议在每个数据块的头部用一个或多个同步字符“SYN”来标记数据块的开始；尾部用字符“ETX”来标记数据决的结束。如下图所示的是要传输一个“ADFGJ”的字符串。另外，为了不使数据信息中与以上特定字符相同的字符被误判为帧的首尾定界符，可以在这种数据帧的帧头填充一个转义控制字符（DLE），用于实现透明传输。;3）比特填充的首尾定界符法 该帧同步方法是通过在帧头和帧尾各插入一个特定的比特串（来标志一个数据帧的起始与结束，这个帧头、帧尾特定比特串称之为“帧标志符”。 4）违法编码法 该帧同步方法是在物理层采用特定的比特编码方法时采用。例如，第4章介绍的曼彻斯特编码方法，将数据比特“1”编码成“高-低”电平对，将数据比特“0”编码成“低-高”电平对。而“高-高”电平对和“低-低”电平对在数据比特中是违法的，因此可以借用这些违法编码序列来定界帧的起始与终止。;5.2.3 差错控制;差错检测 在数据链路层中，常见的差错校测方法有奇偶校验码（PCC）、循环冗余校验（CRC）两种。它们都称之为“检错码”（error-detecting code）。 “奇偶校验法”（Parity Check Code，PCC）是一种校验代码传输正确性的方法，是根据被传输的一组二进制代码的数位中“1”的个数是奇数或偶数来进行校验。采用“1”的奇数个校验的方法称为“奇校验”，反之称为“偶校验”。具体做法是在传输的二进制代码最后专门设置一个奇偶校验位，用它使这组代码中“1”的个数为奇数或偶数，然后再在接收端进行校验，看里面的“1”的个数是否与原来一样的奇数或偶数，来确定数据传输的正确性。;2．差错纠正 对于面向字符的异步传输一般是采用“反馈检测”的方法来进行纠错。就是在接收端收完一帧数据后，向发送端发送回所接收到的完整数据帧，通过比较来判断接收端是否正确接收了对应帧。但对于在传输过程中完全丢失的数据就不能采用这种纠错方法了，因为接收端根本不会向发送端发回反馈信息。为了解决这个问题