计算机网络第4章：数据链路层.pptVIP

第4章 数据链路层 本章学习要求： 理解：数据传输过程中差错产生的原因与性质 掌握：误码率的定义与差错控制方法 掌握：数据链路层的基本概念 了解：面向字符型数据链路层协议实例—BSC 掌握：面向比特型数据链路层协议实例— HDLC 掌握：Internet中的数据链路层PPP协议 4.1 差错产生与差错控制方法 4.1.1 为什么要设计数据链路层 在原始物理传输线路上传输数据信号是有差错的； 设计数据链路层的主要目的： 将有差错的物理线路改进成逻辑上无差错的数据链路； 方法 — 差错检测 差错控制 流量控制 作用：改善数据传输质量，向网络层提供高质量的服务。 4.1.2 差错产生的原因和差错类型 传输差错 — 通过通信信道后接收的数据与发送数据不一致的现象; 差错控制 —分析差错产生的原因与类型，检查是否出现差错以及如 何纠正差错； 通信信道的噪声分为两类： ①热噪声：由传输介质导体的电子热运动产生； 特点：时刻存在，幅度较小，强度与频率无关，但频谱很宽； 随机差错，出错的数据位不相邻 ； ②冲击噪声：由外界电磁干扰引起； 特点：幅度较大，是引起传输差错的主要原因； 突发差错，出错的数据位相邻； 突发长度：引起突发差错的位长； 在通信过程中产生的传输差错，是由随机差错与突发差错共同构成的。 传输差错产生过程 4.1.3 误码率的定义 误码率定义： 二进制比特在数据传输系统中被传错的概率， 它在数值上近似等于： Pe = Ne /N 其中，N为传输的二进制比特总数 Ne为被传错的比特数 正确理解误码率 误码率应该是衡量数据传输系统正常工作状态下传输可靠性的参数； 对于一个实际的数据传输系统，不能笼统地说误码率越低越好，要根据实际传输要求提出误码率要求； 对于实际数据传输系统，如果传输的不是二进制比特，要折合成二进制比特来计算； 差错的出现具有随机性，在实际测量一个数据传输系统时，只有被测量的传输二进制比特数越大，才会越接近于真正的误码率值。 4.1.4 检错码与纠错码（差错控制的两种策略） 差错控制——差错检测与校正（部分差错） 纠错码： ①每个传输的分组带上足够的冗余信息； ②接收端能发现并自动纠正传输差错； 看似优越，但实现困难，一般不采用。 检错码: ①分组仅包含足以使接收端发现差错的冗余信息； ②接收端能发现出错，但不能确定哪一比特是错的，并且自己不能纠正传输差错； 需要重传机制的辅助完成纠错，但工作原理简单，实现容易，得到广泛使用。 常用的检错码 奇偶校验码 垂直奇（偶）校验 水平奇（偶）校验水平 水平垂直奇（偶）校验（方阵码） 循环冗余编码CRC√ 检错能力强、容易实现，目前应用最广的检错码编码方法之一 4.1.5 循环冗余编码工作原理 （又称多项式编码） 多项式和二进制数的对应关系 x的最高幂次对应二进制数的最高位，以下各位对应多项式的各幂次，有此幂次项对应1，无此幂次项对应0。 例如： 多项式：x4+x3+x+1 对应 二进制数：11011 二进制数1111 对应 多项式：x3+x2+x+1 举例： 标准CRC生成多项式G（x） CRC-12 G（x）= x12+x11+x3+x2+x+1 CRC-16 G（x）= x16+x15+x2+1 CRC-CCITT G（x）= x16+x12+x5+1 CRC-32 G（x）= x32+x26+x23+x22+x16+x12+x11+ x10+x8+x7+x5+x4 + x2+x+1 G(x)多项式由协议规定，其结构及检错效果是经过严格的数学分析与实验后确定的。 CRC校验码的检错能力 CRC校验码能检查出全部单个错； CRC校验码能检查出全部离散的二位错； CRC校验码能检查出全部奇数个错； CRC校验码能检查出全部长度小于