计算机网络 2-3物理层与链路层2011.ppt

西南交通大学 计算机网络 Computer Network 信息科学与技术学院 窦军 Lecture slides by Dou Jun doujun@nec.swjtu.edu.cn 教材第 3 章 数据链路层 *3.1 数据链路层的基本概念 *3.2 停止等待协议 3.2.1 完全理想化的数据传输 3.2.2 具有最简单流量控制的数据链路层协议 3.2.3 实用的停止等待协议 3.2.4 循环冗余检验的原理 3.2.5 停止等待协议的算法 3.2.6 停止等待协议的定量分析 第 3 章 数据链路层（续） *3.3 连续 ARQ 协议 3.3.1 连续 ARQ 协议的工作原理 3.3.2 连续 ARQ 协议的吞吐量 3.3.3 滑动窗口的概念 3.3.4 信道利用率与最佳帧长 3.4 选择重传 ARQ 协议 第 3 章 数据链路层（续） *3.5 面向比特的链路层协议 HDLC 3.5.1 HDLC 协议概述 3.5.2 HDLC 的帧结构 *3.6 因特网的点对点协议 PPP 3.6.1 PPP 协议的工作原理 3.6.2 PPP 协议的帧格式 3.6.3 PPP 协议的工作状态 数据链路层的基本目的与特点 ① 目的 在两相邻设备（网络节点或端系统）之间，为多对用户的数据流提供可靠的、 以‘帧’为基础的、复用物理层（的二进制位流的）传输能力的服务。 ② 特点 以帧为基础 实现邻节点间的“无错”传输（Hop-by-hop) 具有复用机制（以帧为基础共享单信道，即无连接方式的复用或以链路层虚连接方式提供多个虚链路/虚连接，即面向连接方式） 与物理层关系密切（互补和功能上相互渗透）。 3.1 数据链路层的基本概念与技术 ① 数据链路层以帧（Frame)为基础提供服务 定义“帧”格式——帧是数据链路层的协议数据单元（PDU – Protocol Data Unit)，是具有一定格式的数据块，它由帧头（Frame Header)和净荷（Payload, 即上层协议数据单元) 组成。（具体格式在实际链路层协议中讨论） 为了界定帧的起始，需要定帧界（Delimiting),根据用户数据的特点（以字节为基础/以比特为基础）可采用以下任意方式或其组合来定帧界： 同步比特串（使用较多 特殊ASCII代码（如：帧起始字符——SOH - Start Of Header（十进制：1，二进制, 帧结束符——EOT – End Of Text （十进制；3，二进制。 字段长度技术（Length Field) 如何保持透明性？ 即，如果用户数据中出现“界符”怎么办？ 同步字符串——“0”比特插入/删除法 ASCII界符——转义字符法Escape Sequence ② 把物理层的有错传输服务变为“无错”传输服务。（内容正确、不错序、无重复帧） 检错+重传机制 检错：检错码、校验码 最简单的校验码：奇偶校验码（用1位校验码表示数据中1的个数为技术或偶数）——只能检测到奇数个1变0或奇数个0变1发生； 帧校验码（FCS – Frame Checking Sequence) 纠错码：通常仅用于无反向传输能力时，代价是用额外代码实现检错和自纠。 自动重传请求（ARQ - Automatic Repeat-reQuest) is an error control method for data transmission in which the receiver detects transmission errors in a message and automatically requests a retransmission from the transmitter. Usually, when the transmitter receives the ARQ, the transmitter retransmits the message until it is either correctly received or the error persists beyond a predetermined number of retransmissions. A few types of ARQ protocols are Stop-and-wait ARQ, Go-Back-N ARQ and Selective Repeat ARQ. 帧校验序列（FCS): A frame check sequence (FC