《数据链路层》PPT课件

起始字段 地址字段 长度和类型字段 数据字段 帧校验序列字段
PRE：前导码，10101010
SFD：帧起始定界符，10101011
DA：目的 MAC地址
SA：源MAC地址
LEN：LLC帧长度
DATA：数据字段
CRC：校验字段
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第三章 数据链路层
透明传输与转义 SOH，Start of Header；EOT，End of Transmission。
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第三章 数据链路层
流量控制 当接收到数据后，接收方要进行某些处理，并把数据送给高层， 所以数据的接收速率往往会比发送速率低。如果不对发送方的发 送速率进行适当的限制，就可能出现接收端的数据帧“溢出”， 前面来不及接收的帧将被后面不断发送来的帧“淹没”，从而造 成帧的丢失而出错。所以，对发送端数据的发送速率适当的控制 则是必需的，使发送速率不致超过接收方的速率。在数据链路层 中，窗口机制是常用的流量控制方法。 说明： 流量控制并不是数据链路层特有的功能，许多高层协议如传输层 协议也提供流量控制功能，只不过流量控制的对象不同而已。对 数据链路层来说，控制的是相邻两节点之间数据链路上的流量， 而对传输层来说，控制的则是从源到最终目的间端到端的流量。
EOT
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第三章 数据链路层
在一段时间内，传输错误的比特占所传输比特总数的比率称为误 码率 BER（Bit Error Rate），误码率与信噪比有很大的关系。 为实现可靠通信，通信系统必须具有检测和纠正差错的机制。 为了有效地检测出差错，常用的方法是在所传输的信息中，按照 一定的规则，另外加入若干位附加比特，这种技术称为冗余。
常用的冗余检验技术有：奇偶检验、方块检验和循环冗余检验。 奇校验：通过附加奇偶校验位，使所传输的信息中1的个数为奇数 。 偶校验：通过附加奇偶校验位，使所传输的信息中1的个数为偶数 。
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第三章 数据链路层
循环冗余校验（CRC，Cyclical Redundancy Check）：将所传输 的除以一个预先设定的除数，所得的余数作为冗余比特，附加在 要发送的数据的末尾。这样实际传输的就能够被预先设定的除数 整除。当整个数据发送到接收方后，接收方利用同一个除数去除 接收到的数据。如果余数为0，则传输正确，否则有误。 运算规则：加法、减法均为异或运算，加法不进位，减法不借位 。 在数据的末尾加上r个0，r等于除数的位数减1； 使用二进制除法，所得的余数为循环冗余校验码（以上除法用的 是模2除法，不考虑减法借位，即0-0=0、0-1=1、1-0=1、1-1=0） ； 将循环冗余校验码替换数据末尾的r个0，得到整个传输的数据。
帧开始符
帧结束符
SOH
装在帧中的数据部分
帧 出现了“EOT”
完整的帧 数据部分
SOH
EOT
EOT EOT
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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第三章 数据链路层
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）。
字节填充（byte stuffing）/字符填充（character stuffing）：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。
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第三章 数据链路层
如果允许连续发送多个未被确认的帧，帧号就需采用多位二进制 数才能加以区分；又因为凡被发出去但尚未被确认的帧都可能出 错或丢失而被要求重发，所以这些帧都需要保留在缓冲区中，形 成一张重传表。 由于发送方的缓冲区容量总是有限的，因此需要某种机制，使得 发送方在收到某确认帧之前，对发送方可继续发送的帧数目加以 限制。如果接收方未对帧进行确认，则发送方的重发表就会不断 增长。当达到重发表上限时，发送方就不再发送新帧，直至收到 确认信息为止。为了实现此方案，发送方存放待确认帧的重传表 中应设置待确认的帧数目的最大限度，这一限度被称为链路的 “发送窗口（Sending Window）”，这种重发机制被称为“窗口 机制”。
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。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。
帧开始符
原始数据
帧结束符
SOH
EOT
SOH
ESC
SOH
EOT
字节填充
字节填充
字节填充
字节填充
SOH
ESC EOT
ESC SOH
ESC ESC
经过字节填充后发送的数据
ESC SOH
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第三章 数据链路层
例如：假设待传送数据 M＝1010001101，选择 某生成多项式P=110101 ， 求CRC码。
计算过程：
1 1 01 01 01 1 110101 | 101000 1 10 10 00 0 0
110101 11101 1 11010 1 111 0 10
110 1 01 1 1 11 10 1 1 01 01 10 11 00 11 01 01 1 10 01 0 1 10 10 1 1 1 10
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PRE SFD DA SA LEN
46到1500字节 DATA
4 CRC
LLC 帧
以太网的帧是数据链路层的封装，网络层的数据包被加上帧头和帧 尾成为可以被数据链路层识别的数据帧（成帧）。虽然帧头和帧尾 所用的字节数是固定不变的，但依被封装的数据包大小的不同，以 太网的长度也在变化，其范围是64～1518字节（不算8字节的前导 字），由以下几个部分组成：
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第三章 数据链路层
数据链路层的主要功能： 1、将数据包封装为帧； 2、对等层通信，将帧交付给另一个节点的数据链路层； 3、差错检测和流量控制。
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第三章 数据链路层
数据链路层传送的是帧。
结点 A
网络层
数据 链路层
IP 数据报
装入 帧
物理层
1010… …0110
结点 B IP 数据报
取出 帧
1010… …0110
数据 链路层
结点 A
发送 帧
链路 链路
接收 帧
结点 B 4
第三章 数据链路层
封装成帧（framing）就是在一段数据的前后分别添加首部和尾部 ，确定帧的界限，构成帧。首部和尾部的一个重要作用就是进行 帧定界。
帧开始
IP 数据报
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
帧尾部
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第三章 数据链路层
第三章 数据链路层
Hale Waihona Puke Baidu
本章重点： 停止等待协议 滑动窗口 CRC MAC ARP CSMA/CD HUB与Switch的主要功能 冲突域和广播域 PPP
一般了解： 生成树 VLAN HDLC、X.25、FR
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第三章 数据链路层
数据链路层使用的信道主要有以下两种类型： 点对点信道，使用一对一的点对点通信方式。 广播信道，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 收发。