一套网络控制协议NCPNetworkControlProtocol.PPT

第3章 数据链路层 3.1 数据链路概念的理解 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。 早期的数据通信协议曾叫作通信规程(procedure)。因此在数据链路层，规程和协议是同义语。 数据链路层的主要功能 数据链路层最重要的作用就是：通过一些数据链路层协议（即链路控制规程）， 在不太可靠的物理链路上实现可靠的数据传输。其主要功能可归纳如下： (1) 链路管理 (2) 帧定界 (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 数据链路层的主要功能 (1) 链路管理-当网络中的两个结点要进行通信时，数据的发方必须确知收方是否已处在准备接受的状态。为此，通信的双方必须先要交换一些必要的信息， 用术语讲必须先建立一条数据链路。在传输数据时要维持数据链路，而在通信完毕时要释放数据链路。数据链路的建立、维持和释放就叫做链路管理。 (2)帧同步-在数据链路层，数据的传送单位时帧。数据一帧一帧地传送，就可以在出现差错时，将有差错的帧再重传一次，避免了全部数据的重传。帧同步是指收方应当能从受到的比特流中准确地区分出一帧的开始和结束。 (3)流量控制-发方发送数据的速率必须使收方来得及接收。当收方来不及接收时，就必须及时控制发方发送数据的速率。 数据链路层的主要功能 (4)差错控制-在计算机通信中，一般都要求有极低的比特差错率。为此广泛 地使用了编码技术，主要有两大类，一类是前向纠错，即收方收到有差错的数据 帧时能自动将差错改正过来。这种方法的开销较大，不适合于计算机通信。另一类是检错重发，即收方可以检测出收到的帧中有差错，于是就让发方重复发 送这一帧，直到收方正确收到这一帧为止。这种方法在计算机通信中是最常用的。 (5)将数据和控制信息区分开-由于数据和控制信息都是在同一信道中传输， 在许多情况下，数据和控制信息处于同一帧中，因此一定要有响应的措施使收方 能够将他们区分开来。 数据链路层的主要功能 (6)透明传输-所谓透明传输就是不管所传数据是什么样的比特组合，都应当能够在链路上传送。当所传数据中的比特组合恰巧与某一个控制信息完全一样 时，就必须采取适当的措施，使收方不会将这样的数据误认为是某种控制信息。 这样才能保证数据链路层的传输是透明的。 (7)寻址-在多点连接的情况下，必须保证每一帧都能送到正确的地址。双方也应当知道发方是哪一个站。 　 数据链路层的简单模型 数据链路层的简单模型( 续） 3.2 停止等待ARQ协议 完全理想化的数据传输 即：完全理想化的数据传输 所基于的两个假定 假定 1： 链路是理想的传输信道，所传送的任何数据既不会出差错也不会丢失。 假定 2： 不管发方以多快的速率发送数据，收方总是来得及收下，并及时上交主机。 这个假定就相当于认为：接收端向主机交付数据的速率永远不会低于发送端发送数据的速率。 问题的产生、基本解决办法 现在去掉上述的假定2 。但是，仍然保留假定1 ，即主机 A 向主机 B传输数据的信道仍然是无差错的理想信道。然而现在不能保证接收端向主机交付数据的速率永远不低于发送端发送数据的速率。 由收方控制发方的数据流，乃是计算机网络中流量控制的一个基本方法。 具有最简单流量控制的数据链路层协议算法 在发送结点： (1) 从主机取一个数据帧。 (2) 将数据帧送到数据链路层的发送缓存。 (3) 将发送缓存中的数据帧发送出去。 (4) 等待。 (5) 若收到由接收结点发过来的信息(此信息的格式与内容可由双方事先商定好)，则从主机取一个新的数据帧，然后转到(2)。 两种情况的对比（传输均无差错） 3.2.3 停止等待ARQ协议 超时计时器的作用 结点A发送完一个数据帧时，就启动一个超时计时器(timeout timer)。 计时器又称为定时器。 若到了超时计时器所设置的重传时间 tout而仍收不到结点 B 的任何确认帧，则结点 A 就重传前面所发送的这一数据帧。 一般可将重传时间选为略大于“从发完数据帧到收到确认帧所需的平均时间”。 解决重