网络与通信技术课件

网络与通信技术
9
3.1 数据链路层
3.1.1数据链路层的基本知识
14.例：计算8个字符（Forouzan）文本的校验和
网络与通信技术
10
3.1 数据链路层
3.1.2 数据链路控制
• 基本功能：
根据网络层作为分组确定的传输路径，把网络层传下来的数据封装成帧， 从一个结点传到下一个节点。具有成帧、流量控制、差错控制等功能。
• 检错重发方式（Automatic Repeat Request ，ARQ） • 前向纠错方式（Forward Error Correction ，FEC） • 混合纠错方式（Hybrid Error Correction，HEC）
6.纠错码的分类
• 线性码和非线性码 • 分组码和卷积码 • 检错码和纠错码
dmin≧t+e+1 。
分析最小码距为5的分组码的抗干扰能力。
网络与通信技术
6
3.1 数据链路层
3.1.1数据链路层的基本知识
10.奇偶校验码
11.循环冗余校验码（CRC）
• 模2运算 • 码多项式 • 循环码定义
一个（n,k）循环码的码长为n，有k个信息元的线性分组码，它的特点 是任一码字C的每次循环移位，得到的是另一码字。 c(x)乘以x就相当于左移一位。 • 生成多项式 生成多项式 g(x)是(n,k)循环码中最低次非零码多项式，其次数为 （nk）。
首先在数据链路层需要对数据进行差错控制编码。其次，需要配合相应 的差错控制方式，例如当接收端收到信息后，需要进行译码，如果发 现传输有错误，则不发送肯定确认。发送方在预定的时间延迟内没有 收到确认信息，则重发。
网络与通信技术
13
3.1 数据链路层
3.1.2 数据链路控制
6.数据链路层是如何将帧、 流量控制和差错控制结合 起来的
g ( x ) x n k g n k 1 x n k 1 g 1 x 1
网络与通信技术
7
3.1 数据链路层
3.1.1数据链路层的基本知识
12.CRC校验码
网络与通信技术
8
3.1 数据链路层
3.1.1数据链路层的基本知识
13.校验和
• 这是TCP/IP协议常用的检错码。它生成检测错码的算法只用到加法， 所以它的检测错码称为校验和，其他基本与CRC方法相同。
《网络与通信技 术》
第3章 数据链路层
网络与通信技术
1
第3章 数据链路层
• 数据链路层 • 网络互连设备 • ATM网络
网络与通信技术
2
本章主要知识结构图
内容
面向字符协议
面向比特协议
网络层
链 逻辑链路控制子层 路 层 媒体访问控制子层
物理层
功能 成帧 流量控制 差错控制
访问控制
协调收发双方
检错的方法 停止等待ARQ协议 回退N帧ARQ协议 选择重传ARQ协议
随机访问控制协议
受控访问协议
网络与通信技术 信道静态分配协议
纯ALOHA协议 间隙ALOHA协议
CSMA
CSMA/CD CSMA/CA
3
3.1 数据链路层
3.1.1 数据链路层的基本知识
• 噪声
• 白噪声：时域内，幅度是随机的；在所关心的频率范围，幅度相对保 持不变。
• 脉冲噪声：时域上的突发性噪声；频域内它几乎就是频带的宽度 。 • 串音噪声：由于很多电线互相平行而引起的符号间干扰。
7.分组码的表示
• （n，k）
网络与通信技术
5
3.1 数据链路层
3.1.1数据链路层的基本知识
8.常用检错和纠错的术语
• 许用码和禁用吗 • 码重
• 码距与最小码距（ dmin ）
9.检错和纠错能力
• 检测e个随机错误，则要求码的最小距离dmin≧e+1； • 纠t正个随机错误，则要求码的最小距离dmin≧2t+1； • 纠正t个错误同时检测e（e ≧ t）个随机错误，则要求码的最小距离
波侦听多路访问（CSMA）协议。 • 带冲突检测的载波侦听多路访问（CSMA/CD） • 带避免冲突的载波侦听多路访问（CSMA/CA）
网络与通信技术
Leabharlann Baidu
16
3.1 数据链路层
3.1.3 媒体访问控制
4.受控访问协议
• 站的收发数据要在控制站的控制下进行。主站占主动权。站的收发数 据要在控制站的控制下进行，通常采用的方法有：查询和令牌传递。
• 网络中常用的多路访问协议有三类
• 随机访问控制协议（主要用于LAN） • 受控访问协议 • 信道静态分配协议（主要用于WAN）
网络与通信技术
15
3.1 数据链路层
3.1.3 媒体访问控制
3.随机访问控制
• 描述 • 随机访问方法是由Aloha协议发展而来的。它由一个简单的多路访问程
序来实现。 • 该方法通过外加一种程序（对介质进行侦听）进行改进，就得到了载
• Shannon定理证明
• 当传输速率小于或等于信道容量时，可以找到一种编码技术可以使错 误任意小。
• 冗余
• 检错和纠错的核心是冗余； • 差错的纠正比检错更难。
网络与通信技术
4
3.1 数据链路层
3.1.1数据链路层的基本知识
4.差错控制
• 差错控制通常指差错检测和重传的方法。
5.差错控制方式
• 没有出错的情况 • 传输帧丢失 • 传输帧出错 • 确认帧丢失
7.在噪声信道，存在三个理 论的差错控制协议
• 停止等待ARQ协议 • 回退N帧ARQ协议 • 选择重传ARQ协议
网络与通信技术
14
3.1 数据链路层
3.1.3 媒体访问控制（MAC）
• 描述
• 当多个设备共享传输介质时，数据链路层的另一功能就是——媒体访 问控制，它的任务就是通过一个协议进行协调多个设备对共享链路的 访问，避免冲突。它用到的协议称为多路访问协议。
2.常用的成帧协议
• 面向字符协议的成帧 • 面向比特协议的成帧
3.面向字符协议的成帧
网络与通信技术
11
3.1 数据链路层
3.1.2 数据链路控制
4.面向比特协议的成帧
• 帧的数据段是一个位的序列。数据可以是文本、图片、音频和视频等。 • 常用的面向比的特协议，如高级数据链路层控制（HDLC）协议 • 如果在数据中出现标记的模式怎么办？
网络与通信技术
12
3.1 数据链路层
3.1.2 数据链路控制
5.流量控制和差错控制
• 流量控制 流量控制就是一系列程序，用来限制发送方在等到确认之前发送的数 据数量。
• 差错控制 差错控制包括错误检测和纠正。它使得接收方能够提示发送方在传输 过程中有帧的丢失或破坏，并协调发送方重新传输这些出错的帧。 在数据链路层，术语差错控制通常指差错检测和重传的方法。