数据链路层解读
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两个发送成功的数据帧之间的最小时间间隔tT= tf
+ tout
如遇发生差错，则须再重传已发送过的数据帧，直到对方成功
收到为止。成功发送一个数据帧所需的时间显然要超过tT。
停止等待协议ARQ的优点：比较简单；缺 点：信道利用率不高。尤其当信道引起的传 播时延很大时（如卫星通信），也就是说信 道还远远没有被数据比特填满。 为克服这一缺点，产生了另外两种协议：连 续ARQ和选择重传ARQ。
4.3 连续ARQ协议
连续ARQ协议的工作原理
工作原理的要点：在发送完一个数据帧
后,不是停下来等待确认帧,而是可以连续 再发送若干个数据帧。如果这时收到了 接收端发来的确认帧,那么还可以接着发 送数据帧。由于减少了等待时间,整个通 信的吞吐量就提高了。
结点A向结点B每发送完一数据帧不是停止等待而 是继续发后续帧，且每发完一帧就为该帧设置超 时计时器。结点B回送的确认帧不仅要说明是对哪 一帧进行确认或否认，而且确认帧本身必须编号。 ACK n表示对（n-1）号帧的确认。即已收到了第 （n-1）号帧，下次期望收到第n号帧。
必须保证每一帧都能送到正确的目的站。
Services Provided to Network Layer
(a) Virtual communication. (b) Actual communication.
数据链路协议的位置
Placement of the data link protocol.
4.2 基本数据链路层协议
完全理想化的数据传输
在这样理想化的条件下,数据的传输就非常简单(不需 要有流量控制,也不需要有差错控制)。
具有最简单流量控制的数据链路层协议
若传输数据的信道仍是无差错的理想信道，但
不能保证接收端向主机交付数据的速率永远不 低于发送端发送数据的速率。
实用的停止等待协议
（3）确认帧丢失：重复帧、编号
发送序号编号问题：对发送的数据帧带上发送 序号，序号所占用的比特数的有限的。经过一 段时间后，发送序号就会重复。序号所占用的 比特数越少，额外开销就越小。 对停止等待协议，每发送一帧就停止等待，故 用一个比特来编号就够了。 虽然物理层在传输比特时会出现差错,但由于数 据链路层的停止等待协议采用了有效的检错重 传机制,数据链路层对上面的网络层就提供了可 靠传输的服务。
第四章 数据链路层
本章内容
本层的主要功能 数据帧
差错控制
流量控制 基本数据链路层协议 Internet的点对点协议
4.1数据链路层的基本概念
基本概念
链路(link)：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。是一条物理链路。 数据链路(data link）：当需要在一条线路上传送数 据时,除了必须有一条物理线路外,还必须有一些必 要的通信协议来控制这些数据的传输，若把实现这 些协议的硬件和软件加到链路上,就构成了数据链路
设信道的双向传播时延都是一样的，当结点A收到确认帧时，确认帧 也经历了tp 和tpr 。 从一个数据帧从结点A发出到结点A收到结点B的确认帧，（即两个 成功发送的数据帧之间的最小时间间隔）tT= tf +tp+ tpr+ t α+ tp+ tpr 设重传时间(作用是:数据帧发送完毕后若经过了这样长的时间还没有 收到确认帧,就重传这个数据帧):tout=tp+ tpr+ tα+ tp+ tpr 设上式右端的处理时间tpr和确认帧的发送时间tαBaidu Nhomakorabea远小于传播时延tp , 就可简单地将重传时间取为两倍的传播时延, tout=2tp。
成帧
A character stream. (a) Without errors. (b) With one error.
成帧
成帧
Bit stuffing (a) The original data. (b) The data as they appear on the line. (c) The data as they are stored in receiver’s memory after destuffing.
停止等待协议中的几个重要时间关系
在半双工通信模型中结点A向结点B发送数据帧。结点B只发送 确认帧而不发否认帧和数据帧。 设tf 是一个数据帧的发送时间，且帧的长度是固定不变。则数 据帧的发送时间tf 是数据帧的长度lf(bit) 与数据发送速率C(bit) 之比。 tf = lf / C （s） 数据帧沿链路传到结点B还要经历一个传播时延tp ，它是信号 (电磁波)在物理链路上传播所造成的时延。 结点B收到数据帧要花费时间进行处理,即处理时间tpr 。 结点B接着发送确认帧ACK,其发送时间为tα
前向纠错：收方收到有差错的数据帧时,能自动将差错改正过
来。 差错检测：收方检测出收到的帧有差错(但并不知是哪几个比 特错了)时，就立即将它丢弃,但有两种选择：一种方法不进行 任何处理(要处理也是由高层进行),另一种方法则是由数据链 路层负责重传丢弃的帧。
将数据和控制信息区分开 透明传输 寻址
数据链路层最重要的作用是：通过一些数据链 路层协议（即链路控制规程），在不太可靠的 物理链路上实现可靠的数据传输。
数据链路层的功能（1）
为网络层提供服务
传输差错处理 流量控制
数据链路层的功能（2）
数据链路层的基本功能：
链路管理
数据链路的建立、维持和释放 帧定界（帧同步） 帧定界是指收方能从收到的比特 流中准确地区分出一帧的开始和结束 流量控制 发方发送数据的速率必须使收方来得及接 收。 差错控制
对于实际传输数据的信道是不能保证所传的数
据不产生差错，且还需要对数据的发送端进行 流量控制。 不出差错时，接收方将收到的正确帧交付给主 机，同时向发方发一个确认帧ACK （ACKnowledgement）。发方主机收到ACK 后才能发送一个新的数据帧。 传输过程中出现差错：
（1）数据帧出错：ACK,NAK （2）数据帧丢失：超时计时器Time-outer
+ tout
如遇发生差错，则须再重传已发送过的数据帧，直到对方成功
收到为止。成功发送一个数据帧所需的时间显然要超过tT。
停止等待协议ARQ的优点：比较简单；缺 点：信道利用率不高。尤其当信道引起的传 播时延很大时（如卫星通信），也就是说信 道还远远没有被数据比特填满。 为克服这一缺点，产生了另外两种协议：连 续ARQ和选择重传ARQ。
4.3 连续ARQ协议
连续ARQ协议的工作原理
工作原理的要点：在发送完一个数据帧
后,不是停下来等待确认帧,而是可以连续 再发送若干个数据帧。如果这时收到了 接收端发来的确认帧,那么还可以接着发 送数据帧。由于减少了等待时间,整个通 信的吞吐量就提高了。
结点A向结点B每发送完一数据帧不是停止等待而 是继续发后续帧，且每发完一帧就为该帧设置超 时计时器。结点B回送的确认帧不仅要说明是对哪 一帧进行确认或否认，而且确认帧本身必须编号。 ACK n表示对（n-1）号帧的确认。即已收到了第 （n-1）号帧，下次期望收到第n号帧。
必须保证每一帧都能送到正确的目的站。
Services Provided to Network Layer
(a) Virtual communication. (b) Actual communication.
数据链路协议的位置
Placement of the data link protocol.
4.2 基本数据链路层协议
完全理想化的数据传输
在这样理想化的条件下,数据的传输就非常简单(不需 要有流量控制,也不需要有差错控制)。
具有最简单流量控制的数据链路层协议
若传输数据的信道仍是无差错的理想信道，但
不能保证接收端向主机交付数据的速率永远不 低于发送端发送数据的速率。
实用的停止等待协议
（3）确认帧丢失：重复帧、编号
发送序号编号问题：对发送的数据帧带上发送 序号，序号所占用的比特数的有限的。经过一 段时间后，发送序号就会重复。序号所占用的 比特数越少，额外开销就越小。 对停止等待协议，每发送一帧就停止等待，故 用一个比特来编号就够了。 虽然物理层在传输比特时会出现差错,但由于数 据链路层的停止等待协议采用了有效的检错重 传机制,数据链路层对上面的网络层就提供了可 靠传输的服务。
第四章 数据链路层
本章内容
本层的主要功能 数据帧
差错控制
流量控制 基本数据链路层协议 Internet的点对点协议
4.1数据链路层的基本概念
基本概念
链路(link)：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。是一条物理链路。 数据链路(data link）：当需要在一条线路上传送数 据时,除了必须有一条物理线路外,还必须有一些必 要的通信协议来控制这些数据的传输，若把实现这 些协议的硬件和软件加到链路上,就构成了数据链路
设信道的双向传播时延都是一样的，当结点A收到确认帧时，确认帧 也经历了tp 和tpr 。 从一个数据帧从结点A发出到结点A收到结点B的确认帧，（即两个 成功发送的数据帧之间的最小时间间隔）tT= tf +tp+ tpr+ t α+ tp+ tpr 设重传时间(作用是:数据帧发送完毕后若经过了这样长的时间还没有 收到确认帧,就重传这个数据帧):tout=tp+ tpr+ tα+ tp+ tpr 设上式右端的处理时间tpr和确认帧的发送时间tαBaidu Nhomakorabea远小于传播时延tp , 就可简单地将重传时间取为两倍的传播时延, tout=2tp。
成帧
A character stream. (a) Without errors. (b) With one error.
成帧
成帧
Bit stuffing (a) The original data. (b) The data as they appear on the line. (c) The data as they are stored in receiver’s memory after destuffing.
停止等待协议中的几个重要时间关系
在半双工通信模型中结点A向结点B发送数据帧。结点B只发送 确认帧而不发否认帧和数据帧。 设tf 是一个数据帧的发送时间，且帧的长度是固定不变。则数 据帧的发送时间tf 是数据帧的长度lf(bit) 与数据发送速率C(bit) 之比。 tf = lf / C （s） 数据帧沿链路传到结点B还要经历一个传播时延tp ，它是信号 (电磁波)在物理链路上传播所造成的时延。 结点B收到数据帧要花费时间进行处理,即处理时间tpr 。 结点B接着发送确认帧ACK,其发送时间为tα
前向纠错：收方收到有差错的数据帧时,能自动将差错改正过
来。 差错检测：收方检测出收到的帧有差错(但并不知是哪几个比 特错了)时，就立即将它丢弃,但有两种选择：一种方法不进行 任何处理(要处理也是由高层进行),另一种方法则是由数据链 路层负责重传丢弃的帧。
将数据和控制信息区分开 透明传输 寻址
数据链路层最重要的作用是：通过一些数据链 路层协议（即链路控制规程），在不太可靠的 物理链路上实现可靠的数据传输。
数据链路层的功能（1）
为网络层提供服务
传输差错处理 流量控制
数据链路层的功能（2）
数据链路层的基本功能：
链路管理
数据链路的建立、维持和释放 帧定界（帧同步） 帧定界是指收方能从收到的比特 流中准确地区分出一帧的开始和结束 流量控制 发方发送数据的速率必须使收方来得及接 收。 差错控制
对于实际传输数据的信道是不能保证所传的数
据不产生差错，且还需要对数据的发送端进行 流量控制。 不出差错时，接收方将收到的正确帧交付给主 机，同时向发方发一个确认帧ACK （ACKnowledgement）。发方主机收到ACK 后才能发送一个新的数据帧。 传输过程中出现差错：
（1）数据帧出错：ACK,NAK （2）数据帧丢失：超时计时器Time-outer