计算机网络－－CH4 点对点信道的数据链路层.ppt

第4章 点对点信道的数据链路层 第 4 章 点对点信道的数据链路层 4.1 数据链路层的基本概念 4.1.1 数据链路层的简单模型 4.1.2 链路和数据链路 4.2 三个基本问题 4.2.1 帧定界 4.2.2 透明传输 4.2.3 差错检测 4.3 点对点协议 PPP 4.3.1 PPP 协议的特点 4.3.2 PPP 协议的帧格式 4.3.3 PPP 协议的工作状态 4.4 HDLC 协议 (略) 数据链路层 数据链路层使用的信道主要有以下两种类型： 点对点信道 这种信道使用一对一的点对点通信方式。 广播信道 这种信道使用一对多的广播通信方式，因此过程较复杂。广播信道上连接的主机很多，因此必须使用专用的共享信道协议来协调这些主机的数据发。 4.1 数据链路层的基本概念4.1.1 数据链路层的简单模型 数据链路层的简单模型( 续） 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。 4.1.2 链路和数据链路 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，这就是我们常说的逻辑链路。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。 4.2 三个基本问题 帧定界－－就是确定帧的界限（边界）。 透明传输－－网络的复杂机制对于端用户来说也是看不见的，因而是透明的。也就是用户不必关心传输过程的处理机制。 差错控制－－就是控制差错。 通信过程中的差错大致可分为两类：一类是由热噪声引起的随机错误；另一类是由冲击噪声引起的突发错误。 突发性错误影晌局部，而随机性错误影响全局。 4.2.1 帧定界 帧定界(framing)就是确定帧的界限。 用控制字符进行帧定界的方法举例 4.2.2 透明传输 解决透明传输问题 发送端的数据链路层在数据中出现控制字符“SOH”或“EOT”的前面插入一个转义字符“ESC”(其十六进制编码是 1B)。 字节填充(byte stuffing)或字符填充(character stuffing)——接收端的数据链路层在将数据送往网络层之前删除插入的转义字符。 如果转义字符也出现数据当中，那么应在转义字符前面插入一个转义字符。当接收端收到连续的两个转义字符时，就删除其中前面的一个。 用字节填充法解决透明传输的问题 3. 差错检测 比特在传输过程中可能会产生差错：1 可能会变成 0 而 0 也可能变成 1。 在一段时间内，传输错误的码元/比特占所传输码元/比特总数的比率称为误码率/误比特率。 误码率与信噪比有很大的关系。 为了保证数据传输的可靠性，在计算机网络传输数据时，必须采用各种差错检测措施。 循环冗余检验的原理 在数据链路层传送的帧中，广泛使用了循环冗余检验 CRC (Cyclic Redundancy Check ) 的检错技术。 在发送端，先把数据划分为组。假定每组k位。 假设待传送的一组数据 M = 101001（现在k = 6）。我们在 M 的后面再添加供差错检测用的 n 位冗余码一起发送。 冗余码的计算 用二进制的模 2 运算进行 2n 乘 M 的运算，这相当于在 M 后面添加 n 个 0。 得到的 (k + n) 位的数除以事先选定好的长度为 (n + 1) 位的除数 P，得出商是 Q 而余数是 R，余数 R 比除数 P 少1 位（n 位）。 这个P，有的书称之为生成多项式。 冗余码的计算举例 现在 k = 6, M = 101001。 设 n = 3, 除数 P = 1101， 被除数是 2nM = 101001000。 模 2 运算的结果是：商 Q = 110101， 余数 R = 001。 把余数 R 作为冗余码添加在数据 M 的后面发送出去。发送的数据是：2nM + R 即：101001001，共 (k + n) 位。 循环冗余检验的原理说明 帧检验序列 FCS 在数据后面添加上的冗余码称为帧检验序列 FCS (Frame Check Sequence)。 循环冗余检验CRC和帧检验序列FCS并不等同。 CRC