CH03数据链路控制
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• 对网络层协议的数据进行封装时使用的 帧的格式
• 对网络介质进行访问控制时使用的机制 • 建立网络的物理层时使用的指导原则
数据链路层的基本概念
Modem
电话网
Modem
数据电路
数据链路
数据电路：在传输信道两端加上信号变换设备（如Modem） 之后所形成的二进制比特流通路。即数据电路由传输信道加 DCE组成。
每个数据帧带上不同的发送序号。每发送一 个新的数据帧就把它的发送序号加 1。
若结点 B 收到发送序号相同的数据帧，就表 明出现了重复帧。这时应丢弃重复帧，因为 已经收到过同样的数据帧。
但此时结点 B 还必须向 A 发送确认帧ACK， 以保证协议正常执行。
流量控制技术
3、实用的停止等待协议
帧的编号问题
• 假定2：不管发送方以多快的速率发送数 据，接收方总是来得及收下，并及时上 交主机。
流量控制技术
2、最简单流量控制的数据链路层协议
流量控制的目的：
• 现代数据通信的交换方式，采用了存储转 发的分组交换技术，当接收方的处理能力 小于发送方的发送量时，必须采用流量控 制。
没有缓冲空间了！ 后面分组丢弃
(1) 等待； (2) 若收到由发送结点发过来的数据帧，
则将其放入数据链路层的接收缓存； (3) 将接收缓存中的数据帧上交主机； (4) 向发送结点发送一个确认信息，表示
数据帧已经上交给主机； (5) 转到(1)。
流量控制技术
2、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）
不需要流量控制
计算机网络
Computer Networks
数据链路控制
数据链路层的基本概念
数据链路层在物理连接提供 服务的基础上，实现透明的、相 对无差错的数据链路，进行可靠、 有效的数据传送。
数据链路层协议负责在物理 网络与计算机的协议组之间提供 一个接口。
数据链路层的基本概念
数据链路层协议一般由3种元素组成:
流量控制技术
3、实用的停止等待协议
A
B
送 主 机
送
时
主
间
机
(a) 正常情况
A
B
A
B
出错
丢
失
tout
！
重 传
送 主 机
(b) 数据帧出错
重 传
送 主 机
(c) 数据帧丢失
A
B
tout 丢
送
失
主
重！
机
传
丢
弃
(d) 确认帧丢失
流量控制技术
3、实用的停止等待协议
超时重发技术
结点A发送完一个数据帧时，就启动一个超时 计时器。此计时器又称为定时器。
若到了超时计时器所设置的重传时间 tout而
仍收不到结点 B 的任何确认帧，则结点 A 就重传前面所发送的这一数据帧。 一般可将重传时间选为略大于“从发完数据 帧到收到确认帧所需的平均时间”。 重传若干次后仍不能成功，则报告差错。
流量控制技术
3、实用的停止等待协议
重复帧问题
如果是接收方的应答帧丢失，会导致发送方 重复发送，出现重复帧。
流量控制的基本原理
1、完全理想化的数据传输 2、最简单流量控制的数据链路层协议 3、实用的停止等待协议 4、连续重传ARQ协议 5、选择重传ARQ协议
流量控制技术
1、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。
通过对帧进行编号，收发双方对帧的编号 进行识别和确认，可以有效地防止重帧和 漏帧。
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。
• 链路管理
• 差错控制
• 帧同步（帧定界） • 透明传输
• 流量控制
• 寻址
• 数据和控制信息的识别
流量控制技术
• 在数据通信中，要求发送方的发送数 据速率必须不能超过接收方的接收和 处理数据的速率。
• 当接收方来不及接收和处理数据时， 就必须采取相应的措施来控制发送方 发送数据的速率。
• 流量控制一般是由接收方主动控制和 实现的。
需要流量控制ABຫໍສະໝຸດ AB送主机 B
送主机 B
送主机 B
时
间
送主机 B
送主机 B 送主机 B
流量控制技术
3、实用的停止等待协议
在实际的数据传输过程中，由于传输信 道特性的不理想和外界干扰的存在，出 现传输差错是不可避免的。
传输差错导致接收的数据帧错误，接收 方要求发送方重发数据帧。
严重的传输差错还导致数据帧或应答帧 丢失，使发送操作不能继续进行，或接 收方重复接收数据。
处理单元
流量控制技术
2、最简单流量控制的数据链路层协议 保留上述的第一个假定，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。但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，需要流量控制。
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。
流量控制技术
数据链路层的基本概念
数据链路的基本结构（线路拓扑 ）
• 点到点链路 • 多点链路
数据链路层的传送方式：
• 单工通信 • 半双工通信 ( Half Duplex ) • 全双工通信 ( Full Duplex )
数据链路层的基本概念
数据链路层的目标：在数据链路上提 供可靠的信息传输
数据链路层的功能：
2、最简单流量控制的数据链路层协议 在发送结点
(1) 从主机取一个数据帧； (2) 将数据帧送到数据链路层的发送缓存； (3) 将发送缓存中的数据帧发送出去； (4) 等待； (5) 若收到由接收结点发过来的确认应答
信息，则从主机取一个新的数据帧， 然后转到(2)。
流量控制技术
2、最简单流量控制的数据链路层协议 在接收结点
流量控制技术
流量控制方法
• 开关式流量控制: XON/XOFF, 硬件 • 协议式流量控制: ARQ自动重发请求
• 停止等待协议（Stop-and-Wait Protocol ） • 滑动窗口协议（Slide Window Protocol ）
（1）连续重传ARQ协议 （2）选择重传ARQ协议
流量控制技术
数据链路：在数据电路建立的基础上，在链路协议控制下， 使通信双方正确传输数据的终端设备与传输线路的组合体。
数据链路层的基本概念
数据链路与数据电路
• 数据电路又可称为物理链路或链路 • 数据链路又称为逻辑链路
数据链路是在数据电路上增加传输控 制功能实现的。
只有建立了数据链路，才能真正地实 现数据通信。
• 对网络介质进行访问控制时使用的机制 • 建立网络的物理层时使用的指导原则
数据链路层的基本概念
Modem
电话网
Modem
数据电路
数据链路
数据电路：在传输信道两端加上信号变换设备（如Modem） 之后所形成的二进制比特流通路。即数据电路由传输信道加 DCE组成。
每个数据帧带上不同的发送序号。每发送一 个新的数据帧就把它的发送序号加 1。
若结点 B 收到发送序号相同的数据帧，就表 明出现了重复帧。这时应丢弃重复帧，因为 已经收到过同样的数据帧。
但此时结点 B 还必须向 A 发送确认帧ACK， 以保证协议正常执行。
流量控制技术
3、实用的停止等待协议
帧的编号问题
• 假定2：不管发送方以多快的速率发送数 据，接收方总是来得及收下，并及时上 交主机。
流量控制技术
2、最简单流量控制的数据链路层协议
流量控制的目的：
• 现代数据通信的交换方式，采用了存储转 发的分组交换技术，当接收方的处理能力 小于发送方的发送量时，必须采用流量控 制。
没有缓冲空间了！ 后面分组丢弃
(1) 等待； (2) 若收到由发送结点发过来的数据帧，
则将其放入数据链路层的接收缓存； (3) 将接收缓存中的数据帧上交主机； (4) 向发送结点发送一个确认信息，表示
数据帧已经上交给主机； (5) 转到(1)。
流量控制技术
2、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）
不需要流量控制
计算机网络
Computer Networks
数据链路控制
数据链路层的基本概念
数据链路层在物理连接提供 服务的基础上，实现透明的、相 对无差错的数据链路，进行可靠、 有效的数据传送。
数据链路层协议负责在物理 网络与计算机的协议组之间提供 一个接口。
数据链路层的基本概念
数据链路层协议一般由3种元素组成:
流量控制技术
3、实用的停止等待协议
A
B
送 主 机
送
时
主
间
机
(a) 正常情况
A
B
A
B
出错
丢
失
tout
！
重 传
送 主 机
(b) 数据帧出错
重 传
送 主 机
(c) 数据帧丢失
A
B
tout 丢
送
失
主
重！
机
传
丢
弃
(d) 确认帧丢失
流量控制技术
3、实用的停止等待协议
超时重发技术
结点A发送完一个数据帧时，就启动一个超时 计时器。此计时器又称为定时器。
若到了超时计时器所设置的重传时间 tout而
仍收不到结点 B 的任何确认帧，则结点 A 就重传前面所发送的这一数据帧。 一般可将重传时间选为略大于“从发完数据 帧到收到确认帧所需的平均时间”。 重传若干次后仍不能成功，则报告差错。
流量控制技术
3、实用的停止等待协议
重复帧问题
如果是接收方的应答帧丢失，会导致发送方 重复发送，出现重复帧。
流量控制的基本原理
1、完全理想化的数据传输 2、最简单流量控制的数据链路层协议 3、实用的停止等待协议 4、连续重传ARQ协议 5、选择重传ARQ协议
流量控制技术
1、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。
通过对帧进行编号，收发双方对帧的编号 进行识别和确认，可以有效地防止重帧和 漏帧。
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。
• 链路管理
• 差错控制
• 帧同步（帧定界） • 透明传输
• 流量控制
• 寻址
• 数据和控制信息的识别
流量控制技术
• 在数据通信中，要求发送方的发送数 据速率必须不能超过接收方的接收和 处理数据的速率。
• 当接收方来不及接收和处理数据时， 就必须采取相应的措施来控制发送方 发送数据的速率。
• 流量控制一般是由接收方主动控制和 实现的。
需要流量控制ABຫໍສະໝຸດ AB送主机 B
送主机 B
送主机 B
时
间
送主机 B
送主机 B 送主机 B
流量控制技术
3、实用的停止等待协议
在实际的数据传输过程中，由于传输信 道特性的不理想和外界干扰的存在，出 现传输差错是不可避免的。
传输差错导致接收的数据帧错误，接收 方要求发送方重发数据帧。
严重的传输差错还导致数据帧或应答帧 丢失，使发送操作不能继续进行，或接 收方重复接收数据。
处理单元
流量控制技术
2、最简单流量控制的数据链路层协议 保留上述的第一个假定，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。但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，需要流量控制。
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。
流量控制技术
数据链路层的基本概念
数据链路的基本结构（线路拓扑 ）
• 点到点链路 • 多点链路
数据链路层的传送方式：
• 单工通信 • 半双工通信 ( Half Duplex ) • 全双工通信 ( Full Duplex )
数据链路层的基本概念
数据链路层的目标：在数据链路上提 供可靠的信息传输
数据链路层的功能：
2、最简单流量控制的数据链路层协议 在发送结点
(1) 从主机取一个数据帧； (2) 将数据帧送到数据链路层的发送缓存； (3) 将发送缓存中的数据帧发送出去； (4) 等待； (5) 若收到由接收结点发过来的确认应答
信息，则从主机取一个新的数据帧， 然后转到(2)。
流量控制技术
2、最简单流量控制的数据链路层协议 在接收结点
流量控制技术
流量控制方法
• 开关式流量控制: XON/XOFF, 硬件 • 协议式流量控制: ARQ自动重发请求
• 停止等待协议（Stop-and-Wait Protocol ） • 滑动窗口协议（Slide Window Protocol ）
（1）连续重传ARQ协议 （2）选择重传ARQ协议
流量控制技术
数据链路：在数据电路建立的基础上，在链路协议控制下， 使通信双方正确传输数据的终端设备与传输线路的组合体。
数据链路层的基本概念
数据链路与数据电路
• 数据电路又可称为物理链路或链路 • 数据链路又称为逻辑链路
数据链路是在数据电路上增加传输控 制功能实现的。
只有建立了数据链路，才能真正地实 现数据通信。