第4章数据链路控制
计算机网络第四章习题
第四章数据链路层补充习题一．选择题1．下列不属于数据链路层功能的是( B )。
A帧定界功能B．电路管理功能C差错控制功能D．流量控制功能2．数据链路层协议的主要功能是( C )。
A.定义数据格式B．提供端到端的可靠性传输C控制对物理传输介质的访问D．为终端节点隐蔽物理拓扑的细节3．下述协议中，( A )不是链路层的标准。
A．ICMP B．HDLC C．PPP D．SLIP4．数据链路层采用了退回N帧的(GBN)协议，如果发送窗口的大小是32，那么至少需要( C )位的序列号才能保证协议不出错。
A．4 B．5 C．6 D．75．数据链路层采用选择重传协议(SR)传输数据，发送方已发送了0～3号数据帧，现已收到1号帧的确认，而0、2号帧依次超时，则此时需要重传的帧数是( B )。
A．1 B．2 C．3 D．46．数据链路层采用后退N帧协议方式，进行流量控制和差错控制，发送方已经发送了编号O～6的帧。
当计时器超时时，只收到了对1、3和5号帧的确认，发送方需要重传的帧的数目是( A )。
A． 1 B．2 C．5 D．67．下列有关数据链路层差错控制的叙述中，错误的是( A )。
A．数据链路层只能提供差错检测，而不提供对差错的纠正B．奇偶校验码只能检测出错误而无法对其进行修正，也无法检测出双位错误C．CRC校验码可以检测出所有的单比特错误D．海明码可以纠正一位差错8．字符S的ASCII编码从低到高依次为1100101，采用奇校验，在下述收到的传输后字符中，哪种错误( D )不能检测?A．11000011 B．11001010C．11001100 D．110100119．在简单的停止等待协议中，当帧出现丢失时，发送端会永远等待下去，解决这种死锁现象的办法是( D )。
A．差错校验B．帧序号C．NAK机制D．超时机制10．从滑动窗口的观点看，当发送窗口为1，接收窗口也为1时，相当于ARQ的( C )方式。
A．回退N帧ARQ B．选择重传ARQC．停止-等待D．连续ARQ二、综合应用题1. 在一个数据链路协议中使用下列字符编码：A 01000111；B 11100011；FLAG 01111110；ESC 11100000在使用下列成帧方法的情况下，说明为传送4个字符A、B、ESC、FLAG所组织的帧实际发送的二进制位序列。
第四章 以太网数据链路层
肆 以太网数据链路层P 目标：了解数据链路层结构。
熟悉各以太网帧格式，CSMA/CD （载波监听多路访问/冲突检测）机制，熟悉PAUSE 帧格式，和流量控制原理了解半双工模式下以太网端口的工作方式。
根据IEEE 的定义，以太网的数据链路层又分为2个子层：逻辑链路控制子层（LLC ）和媒体访问控制子层（MAC ）。
划分2个子层的原因是：数据链路层实际是与物理层直接相关的，针对不同的物理层需要有与之相配合的数据链路层，例如针对以太网、令牌环需要不同的数据链路层，而这是不符合分层原则的；于是通过划分LLC 和MAC 2个子层，尽量提高链路层的独立性，方便技术实现。
其中MAC 子层与物理层直接相关，以太网的MAC 层和物理层都是在802.3 中定义的，LLC 子层则可以完全独立，在802.2中定义，可适用于以太网、令牌环、WLAN 等各种标准。
ͼ1 以太网数据链路层MAC 子层处理CSMA/CD 算法、数据出错校验、成帧等；LLC 子层定义了一些字段使上次协议能共享数据链路层。
在实际使用中，LLC 子层并非必需的。
1 以太网的帧格式有两种主要的以太网帧类型：由RFC894定义的传统以太网（EthernetII ）和802.3定义的以太网； 最常使用的封装格式是RFC 894定义的格式。
下图显示了两种不同形式的封装格式。
图中每个方框下面的数字是它们的字节长度。
EthernetII （RFC894）帧结构如下，该帧包含了5个域（前导码在此不作描应用层传输层网络层链路层物理层逻辑链路控制（LLC ）子层MAC 子层述），它们分别是：目的MAC地址、源MAC地址、类型、净荷（PAD）、FCS、 EthernetII（RFC894）帧结构1）目的MAC地址（ D A ）包含6个字节。
D A标识了帧的目的地站点。
D A可以是单播地址（单个目的地）或组播地址（组目的地）。
2）源MAC地址（ S A ）包含6个字节。
04741《计算机网络原理》大纲
第1章计算机网络概述1.1 计算机网络的发展1.2 计算机网络的基本概念1.3 计算机网络的分类1.4 计算机网络的标准化第2章计算机网络体系结构2.1 网络的分层体系结构2.2 OSI/RM开放系统互连参考模型2.3 TCP/IP参考模型2.4 OSI/RM与TCP/IP参考模型的比较第3章物理层3.1 物理层接口与协议3.2 传输介质3.3 数据通信技术3.4 数据编码3.5 数据交换路层第4章数据链路层4.1 数据链路层的功能4.2 差错控制4.3 基本数据链路协议4.4 链路控制规程4.5 因特网的数据链路层协议第5章网络层5.1 通信子网的操作方式和网络层提供的服务5.2 路由选择5.3 拥塞控制5.4 服务质量5.5 网络互连5.6 因特网的互连层协议第6章传输层6.1 传输层基本概念6.2 传输控制协议6.3 用户数据报传输协议第7章应用层7.1 域名系统7.2 电子邮件7.3 万维网7.4 其它服务第8章局域网技术8.1 介质访问控制子层8.2 IEEE802标准与局域网8.3 高速局域网8.4 无线局域网技术8.5 移动Ad Hoc网络8.6 局域网操作系统第9章实用网络技术9.1 分组交换技术9.2 异步传输模式9.3 第三层交换技术9.4 虚拟局域网技术9.5 虚拟专用网VPN9.6 计算机网络管理与安全计算机网络原理自学考试大纲出版前言一、课程性质与设置目的二、课程内容与考核目标第1章计算机网络概述第2章计算机网络体系结构第3章物理层第4章数据链路层第5章网络层第6章传输层第7章应用层第8章局域网技术第9章实用网络技术三、关于大纲的说明与考核实施要求附录题型举例后记。
计算机网络4章习题及参考答案(20080720)
第4章数据链路层1.指出数据链路连接和物理连接的区别与联系。
答案：当位于链路两端结点上的包交换机（路由器或结点交换机）处于关闭状态时，就称连接这两个结点的物理媒体（即通信线路）处于静止状态。
当链路两端的结点交换机开机后，由于物理层协议的作用，该二结点就可以通过物理媒体传送比特了。
因此，称从结点交换机开机到通信完毕后关机为止的这段时间为物理连接生存期。
在物理连接生存期中，由于通信线路中总存在着噪声和干扰，使数据传输不够可靠，因此，通常并不利用这种物理连接传送比特流，称该物理媒体现在处于空闲状态。
当数据链路连接在物理连接的基础上建立起来以后，由于数据链路连接具有差错检测功能，可以使不太可靠的链路变得更为可靠。
称该物理媒体现在处于活动状态，可靠的数据传输正是在这一状态下进行的。
数据链路从建立到断连，即为数据链路的生存期。
当数据链路断连时，物理连接既可以保持，也可以断开。
2.一个上层报文被分成10帧，每帧无损坏地到达目的地的可能性是80％。
假设数据链路协议不进行差错控制，请问该报文要完整地到达接收方平均要发送多少次？答案：由于每一帧以0．8 的概率到达，整个信息到达的概率是p ＝0.8 1 0 ≈0.107。
一次发送成功的概率是P，二次成功的概率是（l－P）P，三次成功的概率是（l－P）2 P，i次成功的概率是（l－P）i -1 P。
因此，为使信息完整地到达接收方，平均发送次数等于：E＝l ×p ＋2（l－p）p ＋3（l－p）2 p＋…＋i（1－p）i -1 p＋…＝∑∞=1i [ i（1－p）i –1 p ] ＝p ∑∞=1ii（1－p）i -1为化简这个式子，利用公式：S＝∑∞=1ia i ＝a /(1－a) ( a<1)S’＝∑∞=1ii a i -1＝1/(1－a) 2令（l－P）＝aE＝P∑∞=1ii a i -1＝P/(1－a) 2＝P/[1－（l－P）]2＝P/P2＝1/P代入p ＝0.8 1 0 ≈0.107E＝1/P ≈1/0.107≈9.3因此，假设数据链路协议不进行差错控制，该报文要完整地到达接收方平均要发送9.3 次。
《计算机网络教学资料》第4章数据链路层
❖ 循环冗余码 CRC码又称为多项式码。 任何一个由二进制数位串组成的代码都可由 一个只含有0和1两个系数的多项式建立一一 对应的关系。
110001，表示成多项式 x5 + x4 + 1
25
循环冗余码 (CRC)
❖ 循环冗余码（CRC码，多项式编码） ➢ 110001，表示成多项式 x5 + x4 + 1
110101 111011 110101 111010 110101 111110 110101 101100 110101 110010 110101 01110 ← R 余数
30
发送方 接收方
举例： 1 0 0 0 0Q(1x) G(x) 1 1 0 0111 0 0 1 1 0 f0(x0.)xk0
01011010010 信 源 01011010010 信 源
➢ 随机性错误 前后出错位没有一定的关系
➢ 突发性错误 前后出错位有一定的相关性
(a) 理想状态
噪音干扰
(b) 实际环境
信 宿 01011010010 信 宿 01010010110
出错
14
2.差错控制的方式
❖ 反馈纠错 ❖ 前向纠错 ❖ 混合纠错 ❖ 反馈检验
在数据通信和计算机网络中，几乎都采用ARQ差错控制 技术。在采用无线电信道的通信系统中，由于信道误 码率较高，大多采用HEC方式的差错控制技术。
18
4.反馈检验 反馈校验方式又称回程校验。
接收端把收到的数据序列原封不动地转发回发送端，发端 将原发送的数据序列与返送回的数据序列比较。如果发现错 误，则发送端进行重发，直到发端没有发现错误为止。
11001 10000 11001
1 0 0 1R(x)
计算机网络 《第4章 数据链路层》 讲解
校验码 编码器
发送装置
接收装置
校验码 译码器
信宿
传
输
存储器
信
道
反馈信号 控制器
反馈信号 控制器
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《计算机网络》第4章 数据链路层
反馈重发机制的分类
• 停止等待方式
发送端
1
2
2
3
ACK
NAK
ACK
接收端
1
2
2
3
16
《计算机网络》第4章 数据链路层
连续工作方式 • 拉回方式
• 选择重发方式
重传 发送端 0 1 2 3 4 5 2 3 4 5 6
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
18
《计算机网络》第4章 数据链路层
4.2.2 数据链路控制
• 链路管理 • 帧同步 • 流量控制 • 差错控制 • 帧的透明传输 • 寻址
数据链路层协议 — 为实现数据链路控制功能而 制定的规程或协议。
数据传输，而不需要得到对方复合站的许可。
30
《计算机网络》第4章 数据链路层
数据链路的平衡配置方式
31
《计算机网络》第4章 数据链路层
4.4.3 HDLC的帧结构
标志字段F 地址字段A 控制字段C
(8位)
(8/16位) (8/16位)
信息字段I (长度可变)
帧校验字段FCS 标志字段F
(16/32位)
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
第四章数据链路层
例题[例题4-1] 对于10比特要传输的数据，如果采用海明码（Hamming code）校验，需要增加的冗余信息为比特A 3B 4C 5D 6［例题4-2］通过提高信噪比可以降低其影响的差错是A随机差错 B 突发差错 C 数据丢失差错 D 干扰差错［例题4-3］两台计算机通过计算机网络传输一个文件，有两种可行的确认策略。
第一种策略是由发送端将文件分割成分组，接受端逐个地确认分组；但就整体而言，文件没有得到确认。
第二种策略是接收端不确认单个分组，而是当文件全部接收到后，对整个文件予以接受确认。
是比较这两种方式的优缺点，以及它们各自适应的场合。
10，每个帧的长度为10kb，试问：［例题4-4］已知某通信信道的误码率为5-（a）若差错为单比特错，则在该信道上传送的帧的平均出错率是多少？4.3 基础知识一、填空题1.数据链路层的最基本功能是向该层用户提供_____、______的数据传输基本服务。
2.差错控制技术主要包括前向纠错机制FEC和_______。
3.BSC和HDLC都是数据链路层封装帧的协议，BSC是面向______的协议。
HDLC是面向的协议；若使用BSC协议，字符串“A DLE STX B C DLE DLE DLE ETB”在透明传输时的字符输出串是______；若使用HDLC协议，11001011111001011111101在透明传输时的二进制输出串是______。
4.差错控制编码可以分为______和______。
其中,______是自动发现差错的编码；______ 是指不仅能发现差错而且能自动纠正差错的编码。
衡量编码性能好坏的一个重要参数是______，是码字中信息比特所占的比例。
5. ______是通信系统中衡量系统传输______的指标，可定义为二进制比特在通信系统传输时被传错的概率。
在计算机网络通信系统中，要求误码率低于______。
6.所谓差错就是在数据通信中，数据通过通信信道后接收的数据与发送的数据存在______ 的现象。
计算机网络第四章部分习题答案
计算机网络第三章部分习题答案3-02数据链路层中的链路控制包括哪些功能?试讨论数据链路层做成可靠的链路层有哪些优点和缺点.答：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可靠的链路层的优点和缺点取决于所应用的环境：对于干扰严重的信道，可靠的链路层可以将重传范围约束在局部链路，防止全网络的传输效率受损；对于优质信道，采用可靠的链路层会增大资源开销，影响传输效率。
3-07 要发送的数据为1101011011。
采用CRC的生成多项式是P（X）=X^4+X+1。
试求应添加在数据后面的余数。
数据在传输过程中最后一个1变成了0，问接收端能否发现？若数据在传输过程中最后两个1都变成了0，问接收端能否发现？采用CRC检验后，数据链路层的传输是否就变成了可靠的传输？答：作二进制除法，1101011011 0000 10011 得余数1110 ，添加的检验序列是1110.作二进制除法，两种错误均可发现。
仅仅采用了CRC检验，缺重传机制，数据链路层的传输还不是可靠的传输。
3-08 要发送的数据为101110。
采用CRCD 生成多项式是P（X）=X^3+1。
试求应添加在数据后面的余数。
答：作二进制除法，101110 000 10011 添加在数据后面的余数是0113-10 PPP协议使用同步传输技术传送比特串0110111111111100。
试问经过零比特填充后变成怎样的比特串？若接收端收到的PPP帧的数据部分是0001110111110111110110，问删除发送端加入的零比特后变成怎样的比特串？答：发送端的数据0110111111111100经过零比特填充是011011111011111000接收端收到的0001110111110111110110删除零后是000111011111111111103-20 假定1km长的CSMA/CD网络的数据率为1Gb/s。
设信号在网络上的传播速率为200000km/s。
第4章 数据链路层协议
4．1数据链路层功能 4．2数据链路层的流量控制协议 4．3广域网数据链路传输控制规程 4．4局域网的数据链路层协议分析 4．5 Internet数据链路层协议 4．6小结
4．1数据链路层功能
1、链路管理 2、信息的传输 3、流量与差错控制 4、异常情况处理
4．2数据链路层的流量控制协议
（字节） (a)
前序 起始帧分界符 目的地址 源地址 长度
逻辑链路控制作 填充字段 帧校验序列 MAC帧的DATA字段 DATA 0 逻辑链路控制作 MAC帧的DATA字段 DATA 6 0 逻辑链路控制作 MAC帧的DATA字段 4 1 （字节）
1
1
1
2-6
2-6
令牌总线帧 前序 起始分界符 帧控制字段 目的地址 源地址
4、控制过程
建立数据链路连接阶段 传送数据阶段 拆除数据链路连接
4．3．2面向比特型传输控制规程分析
主站与次站：
主站 次站1 P
建 链 阶 段
次站2 S2
……
次站N
SNRM UA DM I帧 I 0， 0 I1，0 P=1 I0，2 F=1
发 回 其 中 一 个 发 回 其 中 一 个
数 传 阶 段
比特 8 标志 F
8 地址 A
透明传输区间 检验区间 8 可变 控制 C 2 0 1 3 4 N（S） S M 信息 INFO 5 6 7 8 N（R） P/F P/F P/F N（R） M
16 帧校验序列 FCS
8 标志 F
1 信息帧（I） 0 监控帧（S） 1 无编号帧（U） 1
4．3．2面向比特型传输控制规程分析
1、传统局域网 1）10Base5以太网 2）10Base2以太网 3）10Base-T以太网 4）10Base-F以太网 2、快速局域网 3、FDDI 4、千兆以太网 5、无线局域网
第4章数据链路层
说明：在很多数据链路协议中，使用字符 计数法和一种其它方法的组合
第四章
数据链路层
4.3 差错控制
差错原因与类型
原因：主要是因为在通信线路上噪声干扰的结果 类型：随机错和突发错
热噪声----〉 随机错误 冲击噪声--〉 突发错误 通信过程中产生的传输差错是随机错误和突发错误构成的
误码率Pe
计算机通信的平均误码率要求< 10 －9
发端连续发送M帧，接收端收到后，依 次检验并发出应答帧 若第N帧出错，丢弃第N帧，则缓存第n 帧以后的所有正确帧（要有足够缓存） 接收端发送出错信息（第N帧出错） 发送端收到出错信息则重发第N帧
第四章
数据链路层
帧丢失情况
两种可能
数据帧丢失 确认帧丢失
解决办法：超时重发
可 能 导 致
重复帧情况 解决重复帧问题：采用帧编号
用物理层信息编码中未用的电信号来作为帧的边界
只适用于物理层编码有冗余的网络
802 LAN：Manchester encoding or Differential Manchester encoding 用 high-low pair/low-high pair表示1/0， high-high/low-low不表示数据，可以用来做 定界符。
N(S) S M 3 4
P/F P/F P/F 5 6
N(R) N(R) M 7 8
A是地址字段（Address），由8位组成 C是控制字段（Control）
信息帧:第一bit为0，2至4比特为当前发送的信息帧的序号 6至8比特则代表为接收序号即期望收到的帧的发送序号 监控帧：1至2比特为“10”， 3至4比特用以代表四种不同 类 型的监控帧，协调双方通信状态（流量控制，差错控 制） 无序号帧：第1至2比特为“11”， 3、4、6、7和8比特用M （Modifier）表示，M的取值不同表示不同功能的无序号帧， 用于建立连接和拆除连接
第4章 逻辑链路控制和适配协议规范
信息 保留 L2CAP包的延续 L2CAP分组起始位 链路管理协议
链路控制器( LC )作为一个基带执行实体，实施对ACL 报文头的 FLOW位的管理。当不再在ACL链路上进行L2CAP通信时, 该位通常设置 为0(停止发送)。而发送FLOW位设置为1的L2CAP分组则意味着重新开始 接收L2CAP分组流。参见“基带规范”详细描述。
CID的指定与特定设备有关，一台设备可以独立于其他设备指定CID (如果它不使用在下表列出的保留CID的话)。这样,即使通过连接到一个本 地设备的多个远程设备, 将同一CID值指定给(远程)信道端，本地设备仍然 能够将远端CID与每一不同的远程设备联系起来。
表4.2 CID定义
6
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4 数据分组格式
4.1 面向连接的信道 4.2 无连接数据信道
5 信号发送
5.1 指令拒绝(代码0x01) 5.2 连接请求（代码 0x02） 5.3 连接应答(代码0x03)
1
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2
5.4 配置请求（代码0x04） 5.5 配置应答(代码0x05) 5.6 断开请求(代码0x06) 5.7 断开应答(代码0x07) 5.8 回应请求(代码 0x08) 5.9 回应应答(代码0x09) 5.10 信息请求(代码0x0A) 5.11 信息应答(代码0x0B)
1.2 假设 协议基于下列假设为依据而设计：
5
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6
● 使用链路管理器协议在两单元间建立ACL链路。基带提供数据分组的有 序传输, 但也可能有个别分组损坏或重复。任两台设备之间只会有一 条ACL链路。
● 基带通常提供全双工信道。但这并不是说所有L2CAP 通信都是双向的。 多点传送和单向通信(例如，视频)并不要求双工信道。
计算机网络教程_(第二版)_课后答案(全)
第一章概述传播时延＝信道长度/电磁波在信道上的传播速度发送时延＝数据块长度/信道带宽总时延＝传播时延＋发送时延＋排队时延1-01计算机网络的发展可划分为几个阶段？每个阶段各有何特点？答：计算机网络的发展可分为以下四个阶段。
（1）面向终端的计算机通信网：其特点是计算机是网络的中心和控制者，终端围绕中心计算机分布在各处，呈分层星型结构，各终端通过通信线路共享主机的硬件和软件资源，计算机的主要任务还是进行批处理，在20世纪60年代出现分时系统后，则具有交互式处理和成批处理能力。
（2）分组交换网：分组交换网由通信子网和资源子网组成，以通信子网为中心，不仅共享通信子网的资源，还可共享资源子网的硬件和软件资源。
网络的共享采用排队方式，即由结点的分组交换机负责分组的存储转发和路由选择，给两个进行通信的用户断续（或动态）分配传输带宽，这样就可以大大提高通信线路的利用率，非常适合突发式的计算机数据。
（3）形成计算机网络体系结构：为了使不同体系结构的计算机网络都能互联，国际标准化组织ISO提出了一个能使各种计算机在世界范围内互联成网的标准框架—开放系统互连基本参考模型OSI.。
这样，只要遵循OSI标准，一个系统就可以和位于世界上任何地方的、也遵循同一标准的其他任何系统进行通信。
（4）高速计算机网络：其特点是采用高速网络技术，综合业务数字网的实现，多媒体和智能型网络的兴起。
1-02试简述分组交换的要点。
答：分组交换实质上是在“存储——转发”基础上发展起来的。
它兼有电路交换和报文交换的优点。
在分组交换网络中，数据按一定长度分割为许多小段的数据——分组。
以短的分组形式传送。
分组交换在线路上采用动态复用技术。
每个分组标识后，在一条物理线路上采用动态复用的技术，同时传送多个数据分组。
在路径上的每个结点，把来自用户发端的数据暂存在交换机的存储器内，接着在网内转发。
到达接收端，再去掉分组头将各数据字段按顺序重新装配成完整的报文。
第4章 数据链路层习题
第4章数据链路层习题单选1、由于帧中继可以使用链路层来实现复用和转接,所以帧中继网中间节点中只有.A.物理层和链路层B.链路层和网络层C.物理层和网络层D.网络层和运输层2、网络接口卡（NIC）位于OSI模型的 .A 数据链路层B 物理层C 传输层D 网络层3、数据链路层可以通过__ ____标识不同的主机.A 物理地址B 端口号 D.C IP地址D 逻辑地址4、HDLC协议的成帧方法使用。
A 计数法B 字符填充法C 位填充法D 物理编码违例法5、交换机和网桥属于OSI模型的哪一层?A. 数据链路层B. 传输层C. 网络层D. 会话层6、在OSI中，为实现有效、可靠数据传输，必须对传输操作进行严格的控制和管理，完成这项工作的层次是。
A、物理层B、数据链路层C、网络层D、运输层7、在OSI模型中，NIC属于。
A、物理层B、数据链路层C、网络层D、运输层8、 HDLC的帧格式中，帧校验序列字段占A、1个比特B、8个比特C、16个比特D、24个比特9、帧中继技术是在用简化的方法传送和交换数据的一种技术。
A、物理层B、数据链路层C、网络层D、传输层10、HDLC协议的成帧方法使用。
A 计数法B 字符填充法C 位填充法D 物理编码违例法11、当网桥检测到一个数据包携带的目的地址与源地址属于同一个网段时，网桥将。
A 把数据转发到网络的其他网段B 不再把数据转发到网络的其他网段C 在两个网段间传送数据D 在工作在不同协议的网络间传送数据12、OSI参考模型中,下列负责流控和差错控制的是。
A 应用层B 表示层C 数据链路层D 网络层13、下面有关信元交换的正确叙述是A．信元交换是一种使用异步时分多路复用技术的交换技术B．信元交换是分组更小的分组交换C．信元交换通过使用频分多路复用技术提高通信能力D．信元交换是基于光纤的高速交换技术14、交换机能够识别地址。
A、DNSB、TCPC、网络层D、MAC15、桥接器互连反映了数据链路层一级的转换，下列功能属于桥接器的是。
第4章---数据链路层ppt课件(全)
例如：110110的码多项式
循环码的定义：如果分组码中各码字中的码元 循环左移位（或右移位）所形成的码字仍然是 码组中的一个码字（除全零码外），则这种码 称为循环码。例如n长循环码中的一个码为 [C]=Cn-1Cn-2……C1C0 ，
（3）在串行通信中通常使用的三种生成多项式G （X）来产生校验码。
（4）编码特点
由于码的循环性，它的编解码的设备比 较简单。
纠错能力强，特别适合检测突发性的错 误，除了正好数据块的比特值是按除数 变化外，循环冗余校验（CRC）将检测出 所有的错误。
所以在计算机通信中得到广泛的应用。
差错控制方式
新加入的码元愈多，冗余度愈大，纠错能力欲 强，但效率越低。
分组码：将信息码分组，并为每个组附加若干 监督的编码，称为“分组码”。在分组码中， 监督码元仅监督本码组中的信息码元。
分组码一般可用符号（n,k）表示，n是码组中 的总位数，k是每组码二进制信息码元的数目。
n-k = r是监督码元的数目。
(3) 流量控制 发方发送数据的速率必须使得收方来得 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。这种功能称为流量控制（flow conctrol）。采用接收方的接收能力来控制发送方的发 送能力这是计算机网络流量控制中采用的一般方法。
(4) 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，广泛采用了编码技术，编码技术 有两大类。一类是前向纠错，也就是收方收到有差错 的数据帧时，能够自动将差错改正过来。这种方法的 开销较大，不大适合于计算机通信。另一类是差错检 测，也就是收方可以检测出收到的数据帧有差错（但 并不知道出错的确切位置）。当检测出有差错的数据 帧就立即将它丢弃，但接下去有两种选择：一种方法 是不进行任何处理（要处理也是有高层进行），另一 种方法则是由数据链路层负责重传丢弃的帧。
计算机网络谢希仁课件第04章
第 4 章 数 据 链 路 层
计 算 机 网 络
第 4 章 数 据 链 路 层
教
程
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第 4 章 数 据 链 路 层
4.3.3 信道利用率与最佳帧长
数据帧长的选择与信道质量的好坏有很大的关系。
教
程
计 算 机
4.4 选择重传ARQ协议
第 4 章 为进一步提高信道的利用率，可设法只重传出现 数 据 链 路 层
第 4 章
教
程
数 图4-3(a)画的是数据在传输过程中不出差错的情况。 据 链 当发现差错时，结点B就向主机A发送一个否认帧 路 NAK，以表示主机A应当重传出现差错的那个数据帧。 层 图4-3(b)画出了主机A重传数据帧。
计 算 机 网 络
有时链路上的干扰很严重，或由于其他一些原因，
结点B收不到结点A发来的数据帧。这种情况称为帧丢
失，如图4-3(c)所示。于是就出现了死锁现象。 要解决死锁问题，可在结点A发送完一个数据帧时，
第 4 章 数 据 链 路 层
就启动一个超时计时器(timeout timer)。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，如 图4-3(c)和图4-3(d)所示。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”。
4.2.6
停止等待协议中的几个重要时
间关系
第 4 章 数 据 链 路 层
络
示。
教
程
计 算 机 网 络
第 4 章 数 据 链 路 层
教
程
计 算 机 网 络
4.3 连续ARQ协议
4.3.1 连续ARQ协议的工作原理
第4章数据通信接口与链路控制.ppt
数据电路位于DTE―DTE之间，为数据通信提供数 字传输信道。DTE产生的数据信号可能有不同的形式， 但都表现为数字脉冲信号。DCE是DTE与传输信道(或 通信子网)之间的接口设备，其主要作用是信号变换。 当 传 输 信 道 为 模 拟 信 道 时 ， DCE 为 调 制 解 调 器 (Modem)，发送方DCE将DTE送来的数字信号进行调制 (频谱搬移)变成模拟信号送往信道或进行相反的变换。
13 25
8
15 5
7
9
1
14 1
9
1
6
25 芯
15 芯
EIA RS23-2C(D ) X.21
9芯 EIA RS23-2C兼 容
35 芯 V.35
图4.2.1 通信接口机械特性(接插件的几何尺寸和引线排列)
第4章 数据通信接口与链路控制
表4.2.1 接插件规格和应用环境
第4章 数据通信接口与链路控制
第4章 数据通信接口与链路控制
如前所述，计算机通信在不同的发展阶段有其不 同的应用对象，为了说明数据链路控制的作用，在此 再强调一下两个术语：数据电路和数据链路［26］。数 据电路是一条连接通信双方的物理电路段(可以是线传 输媒体，也可以是软传输媒体)，中间不包括任何交换 节点。在进行数据通信时，两台计算机之间的通路往 往是由许多物理电路链接而成的。
第4章 数据通信接口与链路控制
若传输信道采用专线方式，则计算机系统发送的 数字数据通过通信接口，经传输信道到达接收端的 DCE，然后再经过通信接口传送到服务器，反之亦然。 但在计算机与服务器间通信的过程中，仍然需要考虑 如下问题：通信接口的规范性；通信模式的选择；数 据链路的建立；通信双方的协调，收、发数据缓冲， 速率适配和串并转换等；差错控制，检测与恢复在通 信与传输过程中出现差错的数据；传输代码的确定等。
计算机网络原理——数据链路层
– 发送方发送一块数据后， 就停止发送动作，开始计时， 等待接收方的反馈结果。 – 接收方对收到的数据进行校验，并根据校验的结果向 发送方作出肯定确认或否定确认。 – 当发送方收到“正确”的确认(ACK)之后，继续发送 后继数据块； – 如果发送方收到“否定”确认(NAK) ，或者计时器超 时，重新传送本数据块。
数据链路层
11
4.1.3 流量控制功能
• 目的：防止接收方发生数据溢出而控制发 送方发送数据的速率 • 主要方法：停—等流控、滑动窗口流控来自数据链路层12
4.1.4 链路管理功能
• 主要功能：帧序号的初始化、建立连接、 维护连接、重置连接、释放连接等
数据链路层
13
4.2 差错控制
• • • • 4.2.1 差错检测 目的：发现和纠正接收到的数据的差错 产生差错的原因：噪声 突发长度：从突发错误发生的第一码元到 有错的最后一个码元间所有的码元数，称 该突发错的突发长度。
节 点
帧
帧
节 点
数据链路层
5
帧的一般结构
对于不同的通信环境或不同的通信协议， “帧”的格 式亦不尽相同。
F 帧 标志 A 地址 字段 C 控制 字段 D 数据字段 FCS 校验 字段 F 帧 标志
“帧”分为面向字符型和面向比特型两类。前者由ASCII字 符构成（IBM BSC协议）；后者由任意比特构成，更为灵 活和高效（HDLC）。
数据链路层
16
数据通信中的实际情况
发送的数据
0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0
信号
噪音
信号+噪音
阈值
采样时钟 接收的数据
0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0
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帧 分组
帧 分组
单击单此击处此编处辑编母辑版数母标据版题链标样路题式连样接式
数据链路层为网络层提供三种基本服务： 无确认无连接服务
由上层完成差错控制，适合于误码率低、实时 性要求高的场合，如大部分有线局域网。 有确认无连接服务
进行简单的差错控制。适用于不可靠的信道， 如无线网。 面向连接确认服务
问题2：在数据传输过程中，数据会出现哪 些情况？
单击单此击处此编处辑正编母向辑版应母标答版题工标样作题式方样式
D0
D0
D0
A0
A0
A0 D1
启动 计时器
D1
启动
计时器
D1
A1
A1
计时器 超时
D1
计时器
超时
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A1
A1
(1) 正常的数据传送
（2）数据帧丢失及出错
（3）应答帧丢失
单击单此击处此编4处辑.2编母成辑版帧母标（版题Fr标样am题式in样g）式
码字codeword ✓ 一个帧包括m个数据位，r个校验位，称为 n 位码字（n=m+r）。
纠错码 error-correcting code ✓ 加入了足够多的冗余位，使接收方不仅知 道有差错发生，并知道哪些位发生差错。
检错码 error-detecting code ✓ 加入了冗余位，使接收方知道有差错发生， 但不知道什么差错，然后请求重发。
✓ 为纠正d位错，编码方案的海明距离应至少为2d+1； 当发生d位错时，出错编码仍然最接近于原始的正确编码。
单击单此击处此编处辑编母辑版母标差版题错标样码题式举样例式
奇偶校验码
✓ 在数据后填加一个奇偶位（parity bit） 例：使用偶校验（“1”的个数为偶数）
10110101 ——>101101011 10110001 ——>101100010
中传送时表示为：DLE STX DLE DLE STX A DLE DLE B DLE DLE ETX DLE ETX
缺点：局限于8位字符和ASCII字符传送， 也不被普遍采用。
单击单此击处此编处辑编母辑版母标版题成标样帧题式（样3）式
3）带位填充的首尾标记定界法 ✓帧的起始和结束都用一个特殊的位串“”，称为标记 (flag) ✓“0”比特插入删除技术，在传送的数据信息中每遇 到5个连续的1在其后加0 ✓例如：11111001在网络中传送时表示为： 01101111100001
数据链路：从数据发送点到数据接收点 （点到点 point to point）所经过的传输途 径。
单虚击拟单此数击处据此编通处辑路编母，辑版实母标际版题数标样据题式通样路式
单击单此击处此编处辑编母分辑版组母标和版题帧标样的题式关样系式
单击单此击二处此、编处数辑据编母链辑版路母标层版题基标样本题式功样能式
出错情况 ✓ 帧（包括发送帧和响应帧）出错 ✓ 帧（包括发送帧和响应帧）丢失
单击单此击处此编处辑编母差辑版错母标控版题制标样的题式方样法式
差错控制的目的
保证帧正确，按序送交上层。在接收方能 够判断接收的数据是否正确，若错误还可能 要恢复错误。
差错控制的方法
✓自动纠错机制 ✓检错反馈重发机制
单击单此击处此编处辑编母纠辑版错母标码版题和标样检题式错样码式
4）物理层编码违例法 ✓只适用于物理层编码有冗余的网络，如曼彻斯特编码
✓ 注意：在很多数据链路协议中，使用字符计数法和一种 其它方法的组合。
单击单此击处此编处辑编母辑版母标4.版3题差标样错题式控样制式
差错出现的特点：随机，连续突发（burst）
差错产生的原因 ✓ 信道的电气特性引起信号幅度、频率、相位的 畸变； ✓ 信号反射； ✓ 串扰； ✓ 闪电、大功率电机的启停等。
从网络参考来看，物理层之上的各层都 有改善数据传输质量的要求，数据链路 层是重要的一层。
单击单此击处此编处辑编母4辑版.1母标定版题义标样和题式功样能式
要解决的问题：如何在有差错的线路上， 进行无差错传输。
ISO关于数据链路层的定义：数据链路层 的目的是为了提供功能上和规程上的方法， 以便建立、维护和释放网络实体间的数据 链路。
在发送前需要建立连接，保证了帧的正确按序 传输，适合于可靠性要求较高的场合。适合于大 多数广域网。
单击单此击处此编处辑编母辑版母标版题应标样答题式方样式
正向应答: 只对正确的信息应答。 负向应答: 只对错误的信息应答。 双向应答: 既对正确的信息应答，也对错误
的信息应答。
问题1：在数据链路层，最常采用哪种应答 方式？
将比特流分成离散的帧，并计算每个帧的校验和。 成帧方法：
1）字符计数法 ✓在帧头中用一个域来表示整个帧的字符个数
✓缺点：若计数出错，对本帧和后面的帧有影响。 因此很少采用。
555343224521355
单击单此击处此编处辑编母辑版母标版题成标样帧题式（样2）式
2）带字符填充的首尾字符定界法
用DLE STX标示帧的开始 用DLE ETX标示帧的结束 用DLE DLE标示传送数据信息中的DLE 例如：信息DLE STX A DLE B DLE ETX在网络
单击单此击处此编处辑编母辑版母标版题海标样明题式定样理式
海明距离
✓ 两个编码的海明距离：两个编码不相同位的个数。 ✓ 编码方案的海明距离：编码方案中任两个编码海明距离的
最小值。 ✓ 例：0000000000 与0000011111的海明距离为5
海明定理
✓ 为检测d位错，编码方案的海明距离应至少为d+1； 当 发生d位错时，不会由一种合法编码变为另一种合法编码。
单击单此第击处此四编处辑章编母数辑版母据标版题链标样路题式控样制式
数据链路层定义和功能 差错控制 流量控制 常用的数据链路层协议
ห้องสมุดไป่ตู้
单击单 为此击 什处此 么编处 要辑编 设母辑 计版母数标版据题标链样题路式样层式？
在原始的物理传输线路上传输数据信号 是有差错的，存在一定的误码率；
设计数据链路层的目的就是如何在有差 错的线路上，进行无差错传输。向网络 层提供高质量的服务。
数据链路控制规程
➢ 为使数据能迅速、正确、有效地从发送点到达接收点 所采用的控制方式。
数据链路层协议应提供的最基本功能：
➢ 数据在数据链路上的正常传输（建立、维护和释放） ➢ 帧定界（帧同步） ➢ 差错控制 ➢ 流量控制 ➢ 寻址
单击单此击处数此编据处辑链编母路辑版层母标协版题议标样的题式位样置式