计算机数据链路层ppt课件
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
4
3.1 数据链路层的主要功能
（1）链路管理：数据链路的建立、维持和释放。 （2）帧定界（帧同步）： 区分帧边界 （3）流量控制：收发速度匹配 （4）差错控制：保证数据正确 （5）区分控制信息和数据信息。 （6）透明传输：可以传输任意比特组合 （7）寻址：确定正确目标。
5
3.2 差错控制
差错控制：有效在检测出存在于数据中的差错并进
8
流量控制目的
流量控制只与某发送者和某接收者 之间的点到点通信量有关。它的任 务是确保一个发送者传输数据的速 率不能超过接收者所能承受的速率 。流量控制几乎总是涉及到接收者 ，接收者要向发送者送回另一端情 况如何的一些直接反馈。
9
流量控制方法
• 停止等待
– 一次发送一帧窗口
• 滑动窗口
– 一次发送若干帧 – 滑动窗口固定大小
6
检错码和纠错码
纠错码：通过某种编码纠正传输差错。 例如：海明码。
检错码：通过某种编码检查传输是否 出错。
例如：奇偶校验、CRC校验。
7
3.3 流量控制与可靠传输机制
流量控制、可靠传输与滑动窗口机制 单帧滑动窗口与停止-等待协议 多帧滑动窗口和后退N帧协议（GNB） 多帧滑动窗口与选择重传协议（SR）
在这些帧中，可能某个中间帧出现错误，而其它 的帧都是正确的。发送站可采用两种重发策略来 纠正出错的帧：一种是重发从出错帧开始的所有 帧，而不论后续的帧是否出错，这种重发策略称 为后退n帧协议；另一种是只重发出错帧，而保留 后续正确的帧，这种重发策略称为选择重发协议。
22
选择重传协议（SR）
亦称选择重传 仅重传拒绝的帧 接收方接受后续帧并给予缓存 使重传最小化 接收方必须维护足够大的缓存，且必须包含将重
数据链路层
数据链路层的功能 组帧 差错控制 流量控制和可靠传输机制 介质访问控制 局域网 广域网 数据链路层设备
1
考纲要求
数据链路层的功能 组帧 差错控制
检错编码 纠错编码 流量控制与可靠传输机制 流量控制、可靠传输与滑轮窗口机制 单帧滑动窗口与停止-等待协议 多帧滑动窗口与后退N帧协议（GBN） 多帧滑动窗口与选择重传协议（SR） 介质访问控制 信道划分介质访问控制 ：频分多路复用、时分多路复用、波分多路 复用、码分多路复用的概念和基本原理。 随即访问介质访问控制： ALOHA协议；CSMA协议；CSMA/CD协 议；CSMA/CA协议。 轮询访问介质访问控制：令牌传递协议
对于连续ARQ协议，接收方必须 按序的接收帧，因此有WR =1。
15
三. 窗口大小的限制
WT与序号位数有关 如果序号为n位， WT可以为多大？
WT + WR ≤ 2n ，n为序号的位数。
而 WT ≤ 2n -1
16
Sliding Window Diagram
17
发送方滑动窗口
当发送出数据时，滑动窗口从左边开始收缩； 当收到确认时，滑动窗口向右扩展
帧的准备
24
选择重传的窗口尺寸
选择拒绝的窗口大小限制比回退N帧更严格 考虑一个为7的窗口大小 (23-1)
发送方发送第0帧至第6帧到接收方 接收方收到全部七帧并以RR7给予累积确认 ，
18
接收方滑动窗口
当接收到数据时，滑动窗口从左边开始收缩； 当发送确认时，滑动窗口向右扩展
19
滑动窗口实例
Window size is limited to 7(2k-1) See P.172~173
20
又一个滑动窗口实例
21
多帧滑动窗口和滑动窗口协议
在多帧应答的差错控制机制中，必须采用滑动窗 口协议来解决通信双方的同步问题。在滑动窗口 协议中，允许发送站连续发送多个数据帧后再停 下来等待接收站的应答帧。
• 信用量
– 一次发送若干帧 – 滑动窗口尺寸动态变化
10
停止等待流量控制
源站发送数据帧 目的站收到该帧后给予确认(ACK)回答 源站等待并收到ACK 后，再发送下一帧 目的站通过不回送ACK来终止流量 对于少量的长帧行之有效
11
停止等待示意
12
滑动窗口流量控制
若一次仅允许传输一帧，导致严重的低效率 滑动窗口流控允许连续传送多帧 接收方缓冲长 W 发送方可以连续发送 W 帧后才需 ACK 给每帧编个号 ACK帧中包含所期望的下一帧的编号 以字段大小(k)所限定的序号
行纠正的过程。
通常应付传输差错的办法如下： 1、肯定应答。接收器对收到的帧校验无误后送回肯定应答
信号ACK，发送器收到肯定应答信号后可继续发 后续帧。
2、否定应答重发。接收器收到一个帧后经较验发现错误， 则送回一个否定应答信号NAK。发送器必须重新发送出错帧。
3、超时重发。发送器发送一个帧时就开始计时。在一定时 间间隔内没有收到关于该帧的应答信号，则认为该帧丢失并重 新发送。
传帧以恰当顺序重新插入的逻辑 发送方也需要具有发送失序帧能力的更复杂逻辑
23
选择重传-图例
一个例子
第4帧损坏或丢失
接收方返回 SREJ-4并接受后续帧 发送方收到 SREJ-4 并重传第 4帧 接收方收到第4 帧并以恰当顺序将
其插入缓冲
RR-1丢失
发送方计时器超时并送 RR(P=1) 接收方发送RR-3 并作好接收第3
2
考纲要求
局域网 局域网的基本概念与体系结构 以太网与IEEE IEEE 802.11 令牌环网的基本原理
广域网 广域网的基本 PPP协议 HDLC协议
数据链路层设备 网桥的概念和基本原理 局域网交换机及其工作原理。
3
重点、难点、考点
数据链路层功能和组帧（了解） 差错控制（掌握） 流量控制和可靠传输机制（考点） 介质访问控制（考点） 局域网（考点） 广域网（考点）
以2k为模对帧进行编号
13
一.发送窗口
发送窗口为允许最大发送的帧数； 每发送一帧，允许发送帧的数目减1；
发送窗口的位置不变。 每收到一个确认，窗口向前滑动。
14
二.接收窗口
等待接收的帧，认为它们在接收 窗口内；
按序收到一个窗口内的帧，窗口滑 动；
接收方可以使用捎带确认；可以收 到多个帧发回1个确认；
3.1 数据链路层的主要功能
（1）链路管理：数据链路的建立、维持和释放。 （2）帧定界（帧同步）： 区分帧边界 （3）流量控制：收发速度匹配 （4）差错控制：保证数据正确 （5）区分控制信息和数据信息。 （6）透明传输：可以传输任意比特组合 （7）寻址：确定正确目标。
5
3.2 差错控制
差错控制：有效在检测出存在于数据中的差错并进
8
流量控制目的
流量控制只与某发送者和某接收者 之间的点到点通信量有关。它的任 务是确保一个发送者传输数据的速 率不能超过接收者所能承受的速率 。流量控制几乎总是涉及到接收者 ，接收者要向发送者送回另一端情 况如何的一些直接反馈。
9
流量控制方法
• 停止等待
– 一次发送一帧窗口
• 滑动窗口
– 一次发送若干帧 – 滑动窗口固定大小
6
检错码和纠错码
纠错码：通过某种编码纠正传输差错。 例如：海明码。
检错码：通过某种编码检查传输是否 出错。
例如：奇偶校验、CRC校验。
7
3.3 流量控制与可靠传输机制
流量控制、可靠传输与滑动窗口机制 单帧滑动窗口与停止-等待协议 多帧滑动窗口和后退N帧协议（GNB） 多帧滑动窗口与选择重传协议（SR）
在这些帧中，可能某个中间帧出现错误，而其它 的帧都是正确的。发送站可采用两种重发策略来 纠正出错的帧：一种是重发从出错帧开始的所有 帧，而不论后续的帧是否出错，这种重发策略称 为后退n帧协议；另一种是只重发出错帧，而保留 后续正确的帧，这种重发策略称为选择重发协议。
22
选择重传协议（SR）
亦称选择重传 仅重传拒绝的帧 接收方接受后续帧并给予缓存 使重传最小化 接收方必须维护足够大的缓存，且必须包含将重
数据链路层
数据链路层的功能 组帧 差错控制 流量控制和可靠传输机制 介质访问控制 局域网 广域网 数据链路层设备
1
考纲要求
数据链路层的功能 组帧 差错控制
检错编码 纠错编码 流量控制与可靠传输机制 流量控制、可靠传输与滑轮窗口机制 单帧滑动窗口与停止-等待协议 多帧滑动窗口与后退N帧协议（GBN） 多帧滑动窗口与选择重传协议（SR） 介质访问控制 信道划分介质访问控制 ：频分多路复用、时分多路复用、波分多路 复用、码分多路复用的概念和基本原理。 随即访问介质访问控制： ALOHA协议；CSMA协议；CSMA/CD协 议；CSMA/CA协议。 轮询访问介质访问控制：令牌传递协议
对于连续ARQ协议，接收方必须 按序的接收帧，因此有WR =1。
15
三. 窗口大小的限制
WT与序号位数有关 如果序号为n位， WT可以为多大？
WT + WR ≤ 2n ，n为序号的位数。
而 WT ≤ 2n -1
16
Sliding Window Diagram
17
发送方滑动窗口
当发送出数据时，滑动窗口从左边开始收缩； 当收到确认时，滑动窗口向右扩展
帧的准备
24
选择重传的窗口尺寸
选择拒绝的窗口大小限制比回退N帧更严格 考虑一个为7的窗口大小 (23-1)
发送方发送第0帧至第6帧到接收方 接收方收到全部七帧并以RR7给予累积确认 ，
18
接收方滑动窗口
当接收到数据时，滑动窗口从左边开始收缩； 当发送确认时，滑动窗口向右扩展
19
滑动窗口实例
Window size is limited to 7(2k-1) See P.172~173
20
又一个滑动窗口实例
21
多帧滑动窗口和滑动窗口协议
在多帧应答的差错控制机制中，必须采用滑动窗 口协议来解决通信双方的同步问题。在滑动窗口 协议中，允许发送站连续发送多个数据帧后再停 下来等待接收站的应答帧。
• 信用量
– 一次发送若干帧 – 滑动窗口尺寸动态变化
10
停止等待流量控制
源站发送数据帧 目的站收到该帧后给予确认(ACK)回答 源站等待并收到ACK 后，再发送下一帧 目的站通过不回送ACK来终止流量 对于少量的长帧行之有效
11
停止等待示意
12
滑动窗口流量控制
若一次仅允许传输一帧，导致严重的低效率 滑动窗口流控允许连续传送多帧 接收方缓冲长 W 发送方可以连续发送 W 帧后才需 ACK 给每帧编个号 ACK帧中包含所期望的下一帧的编号 以字段大小(k)所限定的序号
行纠正的过程。
通常应付传输差错的办法如下： 1、肯定应答。接收器对收到的帧校验无误后送回肯定应答
信号ACK，发送器收到肯定应答信号后可继续发 后续帧。
2、否定应答重发。接收器收到一个帧后经较验发现错误， 则送回一个否定应答信号NAK。发送器必须重新发送出错帧。
3、超时重发。发送器发送一个帧时就开始计时。在一定时 间间隔内没有收到关于该帧的应答信号，则认为该帧丢失并重 新发送。
传帧以恰当顺序重新插入的逻辑 发送方也需要具有发送失序帧能力的更复杂逻辑
23
选择重传-图例
一个例子
第4帧损坏或丢失
接收方返回 SREJ-4并接受后续帧 发送方收到 SREJ-4 并重传第 4帧 接收方收到第4 帧并以恰当顺序将
其插入缓冲
RR-1丢失
发送方计时器超时并送 RR(P=1) 接收方发送RR-3 并作好接收第3
2
考纲要求
局域网 局域网的基本概念与体系结构 以太网与IEEE IEEE 802.11 令牌环网的基本原理
广域网 广域网的基本 PPP协议 HDLC协议
数据链路层设备 网桥的概念和基本原理 局域网交换机及其工作原理。
3
重点、难点、考点
数据链路层功能和组帧（了解） 差错控制（掌握） 流量控制和可靠传输机制（考点） 介质访问控制（考点） 局域网（考点） 广域网（考点）
以2k为模对帧进行编号
13
一.发送窗口
发送窗口为允许最大发送的帧数； 每发送一帧，允许发送帧的数目减1；
发送窗口的位置不变。 每收到一个确认，窗口向前滑动。
14
二.接收窗口
等待接收的帧，认为它们在接收 窗口内；
按序收到一个窗口内的帧，窗口滑 动；
接收方可以使用捎带确认；可以收 到多个帧发回1个确认；