计算机网络与通信课件第04章数据链路层协议 全文免费.pptxVIP

第4章 数据链路层协议;数据链路层;数据链路层的简单模型;数据链路层的简单模型(续）;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。;1010… …0110;数据链路层应用:WAN 连接;点到点专线;专线;电路交换;分组交换连接;从数据链路层看，数据在网络中传输时是以帧为单位进行传输的，不同网络使用不同的协议封装数据帧，定义的帧格式也不一样。;数据链路层的主要问题 · 如何在有差错的线路上，进行无差错传输。;?数据链路层要解决的基本问题;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，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： 链路管理 帧定界 流量控制 差错控制 将数据和控制信息区分开 透明传输 寻址;数据链路层的主要功能 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。 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收到的比特流中准确地区分出一帧的开始和结束。;数据链路层的主要功能 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。 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。;数据链路层的主要功能 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???多情况下，数据和控制信息处于同一帧中，因此一定要有相应的措施使收方能够将他们区分开来。 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。 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。;4.1 数据链路层的功能与协议;（1）带填充字符的首尾界符法;封装成帧(framing):在一段数据的前后分别添加首部和尾部，然后就构成了一个帧。确定帧的界限。;用控制字符进行帧定界的方法举例;2. 透明传输;解决透明传输问题;SOH;（2）带填充位的首尾标志法 发送方数据链路层若在数据中遇到5个连续的1时，自动在其后填充一个0到输出位流中。;图4.2;流量控制 差错控制;图4.3 服务原语的表示方式;完全理想化的数据传输;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。;流量控制 现在去掉上述的第二个假定。但是，仍然保留第一个假定，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，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;· 两种情况的对比（传输均无差错）;时间;· 解决死锁问题;· 解决重复帧的问题;· 帧的编号问题 任何一个编号系统的序号所占用的比特数一定是有限的。 因此，经过一段时间后，发送序号就会重复。 序号占用的比特数越少，数据传输的额外开销就越小。 对于停止等待协议，由于每发送一个数据帧就停止等待， 因此用一个比特来编号就够了。 注：一个比特可表示 0 和 1 两种不同的序号。;· 帧的发送序号;4.2 流量控制方法;图4.4 停止等待协议;2．滑动窗口协议 采用滑动窗口协议则可以无需等待应答而允许连续发送多个帧，大大提高了链路利用率。;图4.5 滑动窗口;4.3 差错控制方法;图4.6 停等ARQ协议;·停止等待协议 ARQ 的优缺点 优点：比较简单 。 缺点：通信信道的利用率不高，也就是说，信道还远远没 有被数据比特填满。 为了克服这一缺点，就产生了另外两种协议，即连续 ARQ 和选择重传 ARQ。;后退N帧ARQ协