武大数据通信与网络课件Ch6yes

帧错误的处理
损坏帧
接收方返回一个否定应答帧(NAK)给发送方，发送方就重 发该数据帧 。 (figure 6.7)
丢失帧
信息帧丢失 发送方有一个定时器，每次发送一个数据帧就启动它。(figure 6.8)
丢失确认帧 发送设备一直等到定时器超时，然后重新发送数据帧。 (figure 6.9) Appendix C :A retransmission protocol with positive acknowledgement ACK
定时器
2. 回退N帧协议
特点：如果一帧丢失或损坏了，从最近一次得到应答的数据帧 开始的所有帧都进行重传
帧损坏
NAK 有两个含义: 在被破坏的帧之前的所有帧都正确接收了 . 所指示的帧的否定应答 (figure 6.14)
数据帧丢失
发送设备就重新传输由否定应答帧(NAK)指明的帧，以及该丢 失帧后已经发送的所有帧。 (figure 6.15)
Notice:
IP地址的主机部分不能全为 “1” 或 “0”
无类寻址
地址是连续的. 地址的数量是2的幂 (1,2,4,8…). 首地址要能整除地址数量 . (figure 6.38 )
无类地址的掩码
对于IPv4, 一块地址定义成x.y.z.t /n， 其中 x.y.z.t为地址 块中的一个地址， /n定义了掩码。
Appendix A
2.停-等协议
发送方每发出一帧后就等待一个应答帧。 只有在接收到应答信号后，才发送下一帧figure 6.6
优点: 简单 缺点: 效率低
Appendix B
3.停等自动重复请求协议
发送设备在接收到最近帧的应答消息前必须保留该帧的备 份
为识别各帧，数据帧和应答帧(ACK)都必须交替地标识为0 和1 否定应答帧(NAK)是不编号的，它通知发送方重新发送 最近的一帧。 发送器安装有一个定时器
定义子网掩码: 网络号： 10000000.00000001.00000000.00000000 = 128.1.0.0 子网掩码: 11111111.11111111.11111111.00000000 = 255.255.255.0
254个子网地址： subnet 1： 10000000.00000001.00000001.00000000 = 128.1.1.0 subnet 2： 10000000.00000001.00000010.00000000 = 128.1.2.0 subnet 3： 10000000.00000001.00000011.00000000 = 128.1.3.0 subnet 254： 10000000.00000001.11111110.00000000 = 128.1.254.0
问题: 计数会被传输错误完全打乱
带字符填充的首位界符法
如果这些特殊字符在数据中出现怎么办？ 用DLE字符转义 用DLE字符填充(figure 6.4)
(figure 6.3)
每一帧以特殊的字符开始和结束 。如STX 、ETX
带位填充的首尾标志法
开始和结束标志字节 : 01111110. 发送方遇到数据中有五个连续“1”时，自动在其后插入“0” . 接收方遇到数据中有五个连续“1”时并且后面跟着一个0，自 动将“0” 取出丢弃. (figure 6.5)
起始地址、最后地址和地址个数。
Solution a. 起始地址为给定地址与掩码的与运算
205.16.37.32
b. 最后地址为给定地址与掩码的反码的或运算。
205.16.37.47
c. 地址个数为掩码的反码加.
无类地址的子网划分 Example: An ISP is granted a block of addresses starting with 190.100.0.0/16 (65,536 addresses). The ISP needs to distribute these addresses to three groups of customers as follows: a. The first group has 64 customers; each needs 256 addresses. b. The second group has 128 customers; each needs 128 addresses. c. The third group has 128 customers; each needs 64 addresses. Design the subblocks and find out how many addresses are still available after these allocations.
确认帧丢失
采用定时器
(figure 6.16)
3. 选择重传协议
特点：只有特定的丢失或损坏帧被重发
接收设备必须具有排序的逻辑功能. 发送设备必须具有查找机制来帮助它只发现和选择需要重传 的帧. 接收方保存以前接收的各帧. ACK帧的编号必须指明所接收（或丢失的）那一帧而不是所 期待接收的帧号. 窗口大小为 ≤ [(N+1)/2] (figure 6.17a b )
分组。
Best-effort (尽力而为):
IP 不提供差错检测或跟踪功能
IP 数据包格式 (figure 6.29)
IP 地址
唯一的，全局的. 识别主机到网络的连接
32位地址 类型 , netid (网络识别号), hostid (主机识别号) (figure 6.30) 识别地址类型的流程 figure6.31
1. 帧格式
(figure 6.20)
Information frame (I-frame) 信息帧 传输用户数据以及与用户数据有关的控制信息 Supervisory frame (S-frame) 监控帧 只用来传输控制信息 Unnumbered frame (U-frame) 无序号帧 保留来为系统管理服务
有子网和无子网的地址区别
(figure 6.36)
掩码
从IP地址中得到网络号的过程(figure 6.37)
Example : 分配一个B类地址，其网络地址为128.1.0.0 。我
们需要建立254个子网，每个子网需要支持254个主机。
Solution ：
128.1.0.0 = 10000000.00000001.00000000.00000000 定义子网: 128.1.0.0 = 10000000.00000001.00000000.00000000
2. 通信子网
子网:
硬件 ----通信线路和路由器的集合 协议 ---- 下3层协议
面向连接的服务: 虚电路子网
面向无连接的服务: 数据报子网
(figure 6.26)
(figure 6.27)
数据报子网和虚电路子网的区别
(figure 6.28)
6.2.2 IP 协议
IP: 不可靠的面向无连接的数据报协议，尽可能的传输
网络地址
figure6.32 Note: 一个连接了多个网络的设备具有多个IP地址
(figure 6.33)
子网
两层结构（非子网化） (figure 6.34)
三层结构（子网化）
(figure 6.35)
三层 : netid, subnetid（子网识别号）, hostid
IP数据包找地址的三个步骤： 找到网络地址, 找到子网, 找到主机
为网络层提供服务 成帧 差错控制 流量控制
1.为网络层提供服务
基本服务:将源机器中来自网络层的数据传输给目的机 器的网络层 . (figure 6.1)
2. 成帧 种成帧方法：
字符计数法 带字符填充的首尾界符法 带位填充的首位标志法 物理层编码违例法
字符计数法
在帧头部使用一个字段标明帧内字符数(figure 6.3)
6.1.3 滑动窗口
1. 滑动窗口
窗口:指一个发送方和接收方都要创建的额外缓冲区 识别机制 :
帧以模n方式标号，也就是说从0到n-1编号 For example 如果n=8，帧标号就为：0，1，2，3，4，5，6，7
发送窗口(figure 6.10)
在传输的开始，发送方窗口有n-l帧 . 随着数据帧的传送出去，当前指针 S向右移动。 一旦一个应答帧(ACK)到来，窗口根据应答帧(ACK)中应答 帧的个数对窗口进行相同数目的扩展 . 窗口大小不大于 n-1. (figure 6.11 )
U-Frame
1 1 M4 M3 P/F M2 M1 M0
M4M3M2M1M0 :识别U-帧的类型及其功能
Example： （figure 6.25） 00001-----SNRM (设置正常响应方式) 11000-----SARM (设置为异步响应方式)
5. 信息域 I-frame: 用户数据
通信过程包括建立连接，传输和释放连接三个步骤
分组顺序发送
wk.baidu.com
服务类型:
可靠的报文流 可靠的字节流 不可靠的连接
无连接服务
特性:
不需要建立逻辑连接 接收报文的顺序可能和发送报文的顺序不一样
服务类型:
不可靠的数据报 (such as E-mail)
需要确认的数据报 (such as registered mail) 查询-回答 (如数据库查询)
起始地址可设置最右边的32-n位都为0求得，或让给定地址与 掩码进行与运算求得。 最后地址可设置最右边的32-n位都为1求得，或让给定地址与 掩码的反码进行或运算求得。 地址个数用232−n求得，或通过掩码的反码加1求得。
Example : 我们知道一个给定地址 205.16.37.39/28. 问这块地址的
2. 标志域
8比特序列： 01111110 表示帧的开始和结束(figure 6.21)
比特填充 (figure 6.22) 保持数据透明性
3. 地址域
包含了帧的来源或终点的从站点地址(figure 6.23)
4. 控制域(figure 6.24)
用来进行流量管理
I-Frame
0
N(S)
N(S) :描述当前发送帧的序号 N(R) :捎带的确认帧号 P/F：探询/结束位,等于1才有效
接收窗口 (figure 6.12)
接收窗口大小为 1. 当数据帧达到接收端，窗口向右移动。 接收端按照特定的顺序接收数据。 R 是期望的下一帧序号.
一个3帧窗口的滑动窗口(figure 6.13)
滑动窗口自动重传请求协议
在发送出去的帧被应答消息确认前保持它们所有的备份
ACK帧带有期待的帧的编号，NAK帧则带有损坏帧的编号 .
Chapter 6 网络技术
6.1 Data Link Layer 6.2 Network Layer 6.3 Network and Internetwork Devices
6.4 Virtual-Circuit Networks
6.5 Summary
6.1 数据链路层
6.1.1 数据链路层的功能
P/F
N(R)
S-Frame
用来在接收方并没有数据发送时返回N（R）值
1
0
P/F
Code N(R) Code : 流量和控制信息 00 — RR(接收方就绪). N(R)字段包含有接收方期待接收的下一帧的序号 01 — REJ (拒绝) 用于回退n帧ARQ中 10 — RNR (接收方未就绪) 告诉发送方在收到RR帧之前停止发送 11— SREJ (选择拒绝) 选择重传ARQ中的否定应答帧
物理层编码违例法
只适用于在物理介质的编码策略中采用冗余技术的网络
3. 差错控制
返回确认帧以通告接收情况 设置计时器来避免永久等待 对帧编号避免重复帧
4. 流量控制
基于反馈机制的流量控制
基于速率的流量控制
6.1.2 基本数据链路协议
1. 无限制的单工协议
假设:
数据只做单向传输 双方网络层总处于就绪状态 缓冲空间无限大 交互信道为理想信道（无差错）
子网 1的地址范围: Subnet 1：
10000000.00000001.00000001.00000000 = 128.1.1.0
Low address：
10000000.00000001.00000001.00000001 = 128.1.1.1
High address：
10000000.00000001.00000001.11111110 = 128.1.1.254
S-frame: 没有信息域 U-frame: 包含网络管理信息 6. 帧校验序列FCS
2-4个字节CRC
Example
6.2 Network Layer
将源端的分组经各种途径送到目的端
6.2.1 OSI模型中网络层提供的服务 面向连接的服务 面向无连接的服务
面向连接的服务
特性:
建立逻辑连接
损坏帧 数据帧丢失 (figure 6.18) 确认帧丢失
6.1.4 HDLC----High-level Data Link Control
是 X.25标准的一部分 面向比特的规程 支持点到点、多点配置中的半双工或全双工模式
配置
正常响应方式（NRM） 异步响应方式（ARM） (figure 6.19)