兰州交通大学计算机网络课件第4章 数据链路层.ppt

计算机网络 Computer Networks 2007年3月 第4章 数据链路层 本章学习要求： 了解：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 物理层: - 物理链路 ---- 比特流传输 ---- 有差错的物理链路 数据链路层: - 数据链路 ---- 帧传输 ---- 无差错的数据链路 ---- 数据链路层数据服务单元 ---- 帧 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 — 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：热噪声和冲击噪声； 由热噪声引起的差错是随机差错，或随机错； 冲击噪声引起的差错是突发差错，或突发错； 引起突发差错的位长称为突发长度； 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。 讨论 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 纠错码： 每个传输的分组带上足够的冗余信息； 接收端能发现并自动纠正传输差错。 检错码: 分组仅包含足以使接收端发现差错的冗余信息； 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。 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 垂直奇（偶）校验（方阵码） 循环冗余编码CRC 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 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 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或等于K位的突发错； CRC校验码能以[1-（1/2）K-1]的概率检查出长度为（K+1）位的突发错； 如果K=16，则该CRC校验码能全部检查出小于或等于16 位的所有的突发差错，并能以1-（1/2）16-1=99.997％的概率检查出长度为17位的突发错，漏检概率为0.003%； 4.1.6 差错控制机制 反馈重发机制 反馈重发机制的分类 停止等待方式 连续工作方式 拉回方式 选择重发方式 4.2 数据链路层的基本概念4.2.1 物理线路与数据链路 线路 — 链路 物理线路 — 数据链路 物理链路 ---- 物理链路的建立、维护与拆除 比特流传输 ,比特同步,差错控制 数据链路 ---- 数据链