《计算机网络教学资料-贾德良》JDL-第3章 数据链路层new.pptVIP

计算机网络（第 5 版） 第 3 章 数据链路层 第 3 章 数据链路层 3.1 使用点对点信道的数据链路层 3.1.1 数据链路和帧 3.1.2 三个基本问题 3.2 点对点协议 PPP 3.2.1 PPP 协议的特点 3.2.2 PPP 协议的帧格式 3.2.3 PPP 协议的工作状态 第 3 章 数据链路层（续） 3.3 使用广播信道的数据链路层 3.3.1 局域网的数据链路层 3.3.2 CSMA/CD 协议 3.4 使用广播信道的以太网 3.4.1 使用集线器的星形拓扑 3.4.2 以太网的信道利用率 3.4.3 以太网的 MAC 层 第 3 章 数据链路层（续） 3.5 扩展的以太网 3.5.1 在物理层扩展以太网 3.5.2 在数据链路层扩展以太网 3.6 高速以太网 3.6.1 100BASE-T 以太网 3.6.2 吉比特以太网 3.6.3 10 吉比特以太网 3.6.4 使用高速以太网进行宽带接入 3.7 其他类型的高速局域网接口 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，因此过程比较复杂。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送。 所谓链路(link)就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。 数据链路层的基本概念(2) 实现两个相邻结点通信时，所执行协议(规程，procedure)的硬件和软件及链路，就构成了数据链路(data link)。 数据链路层传送的是帧。 链路与数据链路的差别(1/2) 链路与数据链路的差别(2/2) 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。 数据链路层的简单模型 三个基本问题 (1) 封装成帧 (2) 透明传输 (3) 差错控制 此外： (1)流量控制 (2)站点寻址 (3)链路管理 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 带位填充的分界标志法 差错控制 在传输过程中可能会产生比特差错：“1 ”可能会变成 “0” 而 “0” 也可能变成 “1”。 在一段时间内，传输错误的比特占所传输比特总数的比率称为误码率 BER (Bit Error Rate)。 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。 差错控制方法 前向纠错：收方收到有差错的数据帧时，能够自动将差错改正过来，主要用于无线网络中。 检错重发：当收方收到有差错的帧后，请求发方重复发送该帧，直到收方正确收到该帧为止。 海明距离（ Hamming Distance ） 海明距离P160 海明距离 :两个码字(codeword)之间不同位的数目。 如的海明距离为3。 异或: 全部码字的海明距离 全部码字中任意两个码字之间海明距离的最小值。 海明距离的意义：如果海明距离为d，则一个码字需要发生d个1位错误才能变成另外一个码字。 海明距离与检错和纠错的关系 海明距离为d+1的编码能检测出d位差错 因为在距离为d+1的检验码中，只改变d位的值，不可能产生另一个合法码。如奇偶校验码，海明距离为2，能查出单个错。 海明距离为2d+1的编码，能纠正d位差错 因为此时，如果一个码字有d位发生差错，它仍然距离原来的码字距离最近，可以直接恢复为该码。 海明纠错实例 如： 0000000000, 0101010101, 1010101010, 1111111111 海明距离为5，2d+1=2 ×2 + 1，能纠2位错。 纠正单比特错的冗余位下界 冗余位（校验位）：r 数据位：m 纠正单个错误需要的校验位的下界满足: m+r+1≤2r 海明码 每一个码字从左到右编号，最左边为第1位。 校验位的位