计算机网络—第3章 数据链路层

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第3章 数据链路层—曹来成
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3.1.2.3 差错检测
在原始物理传输线路上传输数据信号是有差 错的。 物理信道中存在各类噪声，噪声会引起数据 传输中的错误。 热噪声→随机差错(传输媒体的电子热运动 产生)。 冲击噪声→突发差错(电磁干扰等)。
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被接收端 误认为是一个帧
被接收端当作无效帧而丢弃
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③ 如果转义字符也出现数据当中，那么应在 转义字符前面插入一个转义字符。 ④ 当接收端收到连续的两个转义字符时，就 删除其中前面的一个。
SOH SOH
0
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1. 差错的衡量 差错由误码率来衡量：
• 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：
2. 差错校验
发送端 对传送的数据信息加上与其满足一定关系的 冗余码，形成一个加强的、符合一定规律 冗余码，形成一个加强的、符合一定规律 的发送序列。 接收端 利用相同的规律进行检查从而发现错误，所 加入的冗余码称校验码 。 加入的冗余码称校验码。
主机 H1 向 H2 发送数据
主机 H1 电话网 H1 应用层 运输层 网络层 链路层 物理层 R1 网络层 链路层 物理层 R2 网络层 链路层 物理层 R3 网络层 链路层 物理层 路由器 R1 局域网 路由器 R2 广域网 路由器 R3 局域网 H2 应用层 运输层 网络层 链路层 物理层 H1 应用层 运输层 网络层 链路层 物理层 主机 H2 主机 H1
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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。
误码率越低，信道的传输质量越高。
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循环冗余校验的原理
CRC的工作原理 CRC的工作原理
循环冗余校验
英文全称为Cyclic Redundancy Check , 简称CRC。
(a) 接收 帧
结点 B
3.1.2.1 封装成帧 • 封装成帧(framing)就是在一段数据的前后分 别添加首部和尾部。 • 首部和尾部的一个重要作用就是进行帧定 界。 IP 数据报 帧开始 帧结束
开始 发送 帧首部 帧的数据部分 MTU 数据链路层的帧长
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3.1 使用点对点信道的数据链路层 3.2 点对点协议PPP 3.3 使用广播信道的数据链路层 3.4 使用广播信道的以太网 3.5 扩展的以太网 3.6 高速以太网 3.7 虚拟局域网的工作原理
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数据链路层传送的是帧
工作原理：
多项式除法，将余式作为冗余信息传 送。
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结点 A 网络层 数据 链路层 物理层 帧
1010… …0110
3.1.2 三个基本问题
结点 B IP IP 数据报 数据报 取出
IP IP 数据报 数据报 装入 帧
1. 封装成帧 2. 透明传输 3. 差错控制
1010… …0110
链路 结点 A 数据 链路层 发送 帧 链路 (b)
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用控制字符进行帧定界的方法举例
帧开始符
SOH SOH
帧结束符 装在帧中的数据部分 帧
EOT EOT
发送在前 帧尾部
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3.1.2.2 透明传输
出现了“EOT” 完整的帧 发送 在前 数据部分
SOH SOH EOT EOT EOT
解决透明传输问题
字节填充(byte stuffing)或字符填充(character stuffing) ① 发送端的数据链路层：在数据中出现控制 字符“SOH”或“EOT”的前面插入一个转义 字符“ESC”(其十六进制编码是 1B)。 ② 接收端的数据链路层：在将数据送往网络 层之前删除插入的转义字符。
数据链路层的简单模型
主机 H1 向 H2 发送数据
路由器 R1 电话网 局域网 路由器 R2 广域网 路由器 R3 局域网 H2 应用层 R1 网络层 链路层 物理层 R2 网络层 链路层 物理层 R3 网络层 链路层 物理层 运输层 网络层 链路层 物理层 主机 H2
从层次上来看数据的流动
仅从数据链路层观察帧的流动
用字节填充法解决透明传输的问题
帧开始符
SOH SOH EOT
原始数据
SOH ESC SOH SOH
帧结束符
EOT EOT
字节填充
ESC EOT
字节填充
ESC SOH
字节填充
ESC ESC
字节填充
ESC SOH SOH EOT EOT
发送 在前
经过字节填充后发送的数据
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第3章 Hale Waihona Puke Baidu据链路层—曹来成
数据链路层使用的信道主要有两种类型：
① 点对点信道： • 这种信道使用一对一的点对点通信方式。 ② 广播信道： • 这种信道使用一对多的广播通信方式。 • 广播信道上连接的主机很多，因此必须使 用专用的共享信道协议来协调这些主机的 数据发送。
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数据链路层的简单模型
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内
5 应用层 4 运输层 3 网络层 2 数据链路层 1 物理层
容
3.1 使用点对点信道的数据链路层 3.1.1 数据链路和帧
• 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。 • 数据链路(data link)：把实现控制数据传输的 通信协议的硬件和软件加到链路上，就构成 了数据链路。 • 最常用的方法：是使用适配器（即网卡）来 实现这些协议的硬件和软件。