计算机网络ppt课件

在物理线路上实际传输的数据
字符填充
(c) A DLE B DLE ETX C
接收方实际接收到的数据
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第1章 计算机网络概论
字符填充法
近几年，绝大多数协议倾向于使用相同的字符来标识起 始和结束位置。按这样的做法，在接收方丢失了同步，则只 需搜索一下标志符就能找到当前帧的结束位置。两个连接的 标志符代表了当前帧的结束和下一帧的开始。
零比特填充法一次只填充一个比特“0”而不是一个字符 “DLE”。另外，带位填充的首尾标志法用一个特殊的位模式 “01111110”作为帧的开始和结束标志，而不是分别用“DLE STX”和“DLE ETX”作为帧的首标志和帧的尾标志。
(a) 011110111111111100011111100110
确且帧序号一致，则向发送方返回一个肯定应答信号（ACK），然后 准备接收下一帧；如果帧校验有误或帧序号不一致，则向发送方返回 一个否定应答信号（NAK），要求发送方重新发送该数据帧。 ➢ 发送方收到应答信号后，根据接收方返回的肯定或否定信号，确定 是发送下一数据还是重发原数据帧。 ➢ 超时重发是指原数据帧，超时时间的设置要适当，避免造成不必要 的浪费。
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第1章 计算机网络概论
第3章 数据链路层
3.1 组帧技术 3.2 差错控制 3.3 流量控制 3.4 HDLC协议 3.5 PPP协议
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第1章 计算机网络概论
3.1 组帧技术
组帧技术，也称为帧同步技术或帧定界，就是 确定帧的界限。每一种链路层协议都规定了帧的数 据部分的长度上限——最大传送单元MTU (Maximum Transfer Unit)。
采用这种校验方法，如果有二进位传输出错，不仅从一行中的 VRC校验中反映出来，同时也在纵列LRC校验中得到反映，有较强的 检错能力。不但能发现所有一位、二位或三位的错误，而且可以自动 纠正差错，使误码率降低2～4个数量级，广泛用于通信和某些计算机 外部设备中。
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第1章 计算机网络概论
3.2.2 差错检验与校正
但这种同步方式也不是完美的，也会发生严重的问题。 当标志符的位模式出现在数据中时，这时不同步问题就可能 发生了，这种位模式往往会干扰正常的帧分界。
解决这一问题的办法是在发送方的数据链路层传输的数 据中，在与分界标志符位模式一样的字符中插入一个转义字 符（如ESC）。
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第1章 计算机网络概论
零比特填充法
差错控制编码可分为检错码和纠错码。其中检错码指 能自动发现差错的编码。纠错码指不仅能发现差错而且能 自动纠正差错的编码。
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第1章 计算机网络概论
3.2.2 差错检验与校正
1．奇偶校验 奇偶校验也称为垂直冗余校验（VRC）,它是以字符为单
位的校验方法。一个字符由8位组成，低7位是信息字符的 ASCII码，最高位叫奇偶校验位。
帧开始符 SSOOHH
发送在前
装装在在帧帧中中的的数数据据部部分分 帧
帧结束符 EEOOTT
用控制字符进行帧定界的方法举例
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第1章 计算机网络概论
带字符填充帧定界法
(a) A DLE B DLE ETX C
发送方要发送的数据
(b) DLE STX A DLE DLE B DLE DLE ETX C DLE ETX
R3 网络层 链路层 物理层
第1章 计算机网络概论
H2 应用层 运输层 网络层 链路层 物理层
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数据链路层的简单模型( 续）
主机 H1 向 H2 发送数据
பைடு நூலகம்主机 H1
路由器 R1
电话网
局域网
路由器 R2
广域网
路由器 R3
主机 H2
局域网
H1
应用层 运输层 网络层 链路层 物理层
仅从数据链路层观察帧的流动
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第1章 计算机网络概论
数据链路层– 控制通过本地介质的传输
第 2 层协议指定了将数据包封装成帧的过程。
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第1章 计算机网络概论
数据链路层帧格式:
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第1章 计算机网络概论
数据链路层是其上各层的软件进程与其下的物理层之间的连 接层。
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第1章 计算机网络概论
数据链路层的主要功能
(1)链路管理
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第1章 计算机网络概论
3.2 差错控制
3.2.1 差错产生的原因与差错类型 3.2.2 差错检验与校正
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第1章 计算机网络概论
3.2.1 差错产生的原因与差错类型
1. 传输差错和差错控制 传输差错是指通过通信信道后接收数据与发送数据不
一致的现象。差错控制方法指在数据通信过程中能发现或 纠正差错，把差错限制在尽可能小的允许范围内的技术和 方法。
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第1章 计算机网络概论
数据链路层的主要功能
(2) 组帧
在数据链路层，数据的传输单位是帧。数据一帧一帧地传 送，就可以在出现差错时将有差错的帧再重传一次，而避免了 将全部数据都进行重传。
帧定界是指收方应当能从收到的比特流中准确地区分出一 帧的开始和结束在什么地方。帧定界也可称为帧同步。
(3) 流量控制
发送方要发送的数据
(b) 01111110 01111011111 0 11111 0 00011111 0 100110 01111110 在物理线路上实际传输的数据
填充位 (c) 011110111111111100011111100110
接收方实际接收到的数据
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第1章 计算机网络概论
违例编码法
计算机网络
第3章 数据链路层
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第1章 计算机网络概论
数据链路层的简单模型
主机 H1 向 H2 发送数据
主机 H1
路由器 R1
电话网
局域网
路由器 R2
广域网
路由器 R3
主机 H2
局域网
H1
应用层 运输层 网络层 链路层 物理层
从层次上来看数据的流动
R1 网络层 链路层 物理层
R2 网络层 链路层 物理层
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第1章 计算机网络概论
字符填充法
该同步方法是用一些特定的字符来定界一帧的起始与终止，充 分解决了错误发生之后重新同步的问题。
帧开始
IIPP 数数据据报报
帧结束
帧帧首首部部 从这里开始发送
帧帧的的数数据据部部分分 ≤ MTU
数据链路层的帧长
帧帧尾尾部部
用帧首部和帧尾部进行帧定界
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第1章 计算机网络概论
该位中放“1” 或放“0”是按照这样的原则：使整个编码 中“1”的个数成为奇数或偶数，如果整个编码中,“1” 的个 数为奇数则叫“奇校验”；“1” 的个数为偶数则叫“偶校 验”。
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第1章 计算机网络概论
3.2.2 差错检验与校正
2. 方块校验（水平垂直冗余校验LRC）
在VRC的基础上，在一批字符传送之后，另增加一个“方块校验 字符”，方块校验字符的编码方式是使所传输字符代码的每一纵向位 代码中“1”的个数为奇数或偶数。
当网络中的两个节点要进行通信时，数据的发方必须确知 收方是否已经已经处于准备。为此，通信的双方必须先要 交换一些必要的信息。 数据链路的建立、维持和释放就叫做链路管理。 根据数据链路层向网络层提供的服务质量、应用环境以及 是否有连接这三个因素，服务可分为无应答无连接服务、 有应答无连接服务和面向连接的服务三种。
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
第1章 计算机网络概论
H2 应用层 运输层 网络层 链路层 物理层
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数据链路层功能
数据链路层的通信模型
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第1章 计算机网络概论
数据链路层的设计问题
几个主要概念
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。
结
点
帧
结
帧
点
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第1章 计算机网络概论
数据链路层执行以下两种基本服务： －允许上层使用成帧之类的各种技术访问介质 －使用介质访问控制和错误检测等技术将数据放置到介质
上，以及从介质接收数据。
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第1章 计算机网络概论
数据链路层术语
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第1章 计算机网络概论
数据链路层 – 支持并连通上层服务
使用多种数据链路层协议使 IP 数据包通过各种 LAN 和 WAN 网络进行传输。
2. 差错类型 差错产生的原因——噪声。信号在传输过程中受到的
噪声干扰有两种：热噪声和冲击噪声。
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第1章 计算机网络概论
3.2.2 差错检验与校正
最常用的差错控制方法是差错控制编码。数据信息位 在向信道发送之前，先按照某种关系附加上一定的冗余位， 构成一个码字后再发送，这个过程称为差错控制编码过程。 接收端收到该码字后，检查信息位和附加的冗余位之间的 关系，以检查传输过程中是否有差错发生，这个过程称为 检验过程。
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第1章 计算机网络概论
3.3.2 流量控制技术
下面我们以图2.35为例，讨论停止-等待控制方法的传输 过程。
图2.35 停止-等待方式
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第1章 计算机网络概论
3.3.2 流量控制技术
初始时，发送方当前发送的帧序号N(s)=1，接收方将要接收的帧序号 N(R)=1。
➢ 当发送方开始发送时，首先从缓冲区取出0号帧发送出去。 ➢ 当接收方收到发送方送来的0号帧时，首先进行帧校验，如果校验正
该法在物理层采用特定的比特编码方法时采用。
局域网IEEE 802标准中就采用了这种方法。违 法编码法不需要任何填充技术，便能实现数据的透 明性，但它只适于采用冗余编码的特殊编码环境。
由于字节计数法中计数字段的脆弱性（其值若 有差错将导致灾难性后果）及字符填充实现上的复 杂性和不兼容性，目前较普遍使用的帧同步法是比 特填充法和违法编码法。