第四章 數(shù)據(jù)鏈路層(1)

1、0 4.1數(shù)據(jù)鏈路層需要解決的問題數(shù)據(jù)鏈路層需要解決的問題 4.2基本數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議基本數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議 4.3數(shù)據(jù)鏈路的連接方式數(shù)據(jù)鏈路的連接方式 4.4點到點的數(shù)據(jù)鏈路訪問點到點的數(shù)據(jù)鏈路訪問 4.5廣播網(wǎng)絡(luò)的介質(zhì)訪問控制廣播網(wǎng)絡(luò)的介質(zhì)訪問控制 4.6用網(wǎng)橋?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連用網(wǎng)橋?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連 第四章第四章 數(shù)據(jù)鏈路層和媒體訪問數(shù)據(jù)鏈路層和媒體訪問 控制子層（控制子層（1） 1 4.1 數(shù)據(jù)鏈路層需要解決的問題數(shù)據(jù)鏈路層需要解決的問題 1）為網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)）為網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù) 2）成幀）成幀 3）差錯控制）差錯控制 4）流量控制）流量控制 2 1）為網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)）為網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù) 將源端網(wǎng)絡(luò)層

2、的數(shù)據(jù)傳輸給宿端網(wǎng)絡(luò)層。將源端網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)傳輸給宿端網(wǎng)絡(luò)層。 物理層物理層 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層 網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層 傳輸層傳輸層 應(yīng)用層應(yīng)用層 比特流比特流 物理層物理層 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層 網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層 保證數(shù)據(jù)流的順序保證數(shù)據(jù)流的順序 傳輸層傳輸層 應(yīng)用層應(yīng)用層源源宿宿 3 為網(wǎng)絡(luò)層提供服務(wù)的分類為網(wǎng)絡(luò)層提供服務(wù)的分類 無確認的無連接服務(wù)無確認的無連接服務(wù) 從源到宿發(fā)送獨立幀，不確認幀的到達從源到宿發(fā)送獨立幀，不確認幀的到達 不提供糾錯重傳服務(wù)不提供糾錯重傳服務(wù) 適用于誤碼率較低的可靠通信適用于誤碼率較低的可靠通信 有確認的無連接服務(wù)有確認的無連接服務(wù) 對發(fā)送的每一幀獨立確認其接收情況對發(fā)送

3、的每一幀獨立確認其接收情況 在一定時間間隔內(nèi)未收到確認則重發(fā)這一幀在一定時間間隔內(nèi)未收到確認則重發(fā)這一幀 適用于不可靠的通信適用于不可靠的通信 有確認的面向連接服務(wù)有確認的面向連接服務(wù) 4 有確認的面向連接服務(wù)有確認的面向連接服務(wù) 從源到宿建立連接（占用資源）從源到宿建立連接（占用資源） 在連接上傳輸賦予編號的幀在連接上傳輸賦予編號的幀 保證幀的正確順序，且每幀只接收一次保證幀的正確順序，且每幀只接收一次 對每一幀都確認對每一幀都確認 斷開連接（釋放占用的資源）斷開連接（釋放占用的資源） 5 2）成幀）成幀 為了給網(wǎng)絡(luò)層提供服務(wù)，需要使用物理為了給網(wǎng)絡(luò)層提供服務(wù)，需要使用物理 層提供的服務(wù)（比

4、特流的透明傳輸）層提供的服務(wù)（比特流的透明傳輸） 使用物理層服務(wù)的方法：使用物理層服務(wù)的方法： 把比特流分成離散的幀把比特流分成離散的幀 通過幀的校驗和檢錯，采取相應(yīng)措施通過幀的校驗和檢錯，采取相應(yīng)措施 成幀的方法成幀的方法 標識幀的首尾標識幀的首尾 6 成幀的方法成幀的方法 字符計數(shù)法字符計數(shù)法 字符填充的首尾標識法字符填充的首尾標識法 位填充的首尾標識法位填充的首尾標識法 物理層編碼違例法物理層編碼違例法 7 特點特點 幀不定長幀不定長 用幀頭一個控制字符區(qū)分幀的首尾用幀頭一個控制字符區(qū)分幀的首尾 按照控制字符說明的長度計數(shù)，確定幀邊界按照控制字符說明的長度計數(shù)，確定幀邊界 問題問題 控制

5、字符的數(shù)值錯誤造成發(fā)送與接收不同步控制字符的數(shù)值錯誤造成發(fā)送與接收不同步 字符計數(shù)法字符計數(shù)法 8 字符流舉例字符流舉例 5 1 2 3 4 5 0 1 2 3 8 0 1 2 3 4 5 6 5 0 1 2 3 5 1 2 3 4 7 0 1 2 3 8 0 1 2 3 4 5 6 5 0 1 2 3 幀頭：說明幀的字符數(shù)幀頭：說明幀的字符數(shù) 控制字符傳輸錯誤控制字符傳輸錯誤 出現(xiàn)差錯帶來的問題出現(xiàn)差錯帶來的問題 無法確定下一幀的幀頭位置無法確定下一幀的幀頭位置 無法確定重傳幀的幀頭位置無法確定重傳幀的幀頭位置 9 特點特點 用用8位位ASCII碼定義幀頭和幀尾的標識符碼定義幀頭和幀尾的標識

6、符 DLE STX（Data Link Escape; Start of Text） DLE ETX（Data Link Escape; End of Text ） 出現(xiàn)差錯后無需解決再同步問題出現(xiàn)差錯后無需解決再同步問題 需要解決的問題需要解決的問題 數(shù)據(jù)中包含定義的標識符數(shù)據(jù)中包含定義的標識符DLE、STX和和ETX 發(fā)送方插入一個相同的標識符發(fā)送方插入一個相同的標識符 字符填充的首尾標識法字符填充的首尾標識法 10 44 33 22 11 字符填充的首尾標識法舉例字符填充的首尾標識法舉例 DLESTXADLEBDLEETX DLESTXADLEDLEBDLEETX DLESTXADLEB

7、DLEETX DLESTXADLEDLEBDLEETX ASCII字符字符 幀頭：幀頭：DLE STX 幀尾：幀尾：DLE ETX 內(nèi)容為內(nèi)容為“DLE” 填充填充“DLE”丟掉丟掉“DLE” 11 位填充的首尾標識法位填充的首尾標識法 特點特點 幀以幀以bit為單位，不以為單位，不以byte為單位為單位 定義特殊的幀頭和幀尾標識位模式定義特殊的幀頭和幀尾標識位模式01111110 需要解決的問題需要解決的問題 數(shù)據(jù)中包含定義的標識位模式數(shù)據(jù)中包含定義的標識位模式01111110 發(fā)送方在連續(xù)發(fā)送方在連續(xù)5個個“1”之后插入之后插入1個個“0” 12 位填充的首尾標識法舉例位填充的首尾標識法舉

8、例 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 2 3 4 5 61 2 3 4 5 6 7 81 2 3 4 5 6 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 2 3 4 56 7 8 幀頭幀頭幀尾幀尾 在在L2插入插入/去除填充位去除填充位“0” 13 00110 有跳變有跳變有跳變有跳變無跳變無跳變無跳變無跳變有跳變有跳變 高高 低低 物理層編碼違例法物理層編碼違例法 例：差分曼徹斯特編碼例：差分曼徹斯特編碼 打破常

9、規(guī)，采用冗余技術(shù)，打破常規(guī)，采用冗余技術(shù)，2個物理位表示個物理位表示1個數(shù)據(jù)位個數(shù)據(jù)位 用電平在兩個物理位中間的一次變換區(qū)分數(shù)據(jù)位邊界用電平在兩個物理位中間的一次變換區(qū)分數(shù)據(jù)位邊界 14 3）差錯控制）差錯控制 差錯控制的基本概念差錯控制的基本概念 與差錯控制有關(guān)的術(shù)語與差錯控制有關(guān)的術(shù)語 差錯控制的評價尺度：差錯控制的評價尺度：hamming距離距離 檢錯碼能力檢錯碼能力 糾錯碼能力糾錯碼能力 檢錯碼舉例：循環(huán)冗余碼檢錯碼舉例：循環(huán)冗余碼CRC 15 差錯控制的基本概念差錯控制的基本概念 出現(xiàn)差錯的原因出現(xiàn)差錯的原因 1、單個錯：由隨機的信道熱噪聲引起，一次只影響一比特，且錯誤之間、單個錯：

10、由隨機的信道熱噪聲引起，一次只影響一比特，且錯誤之間 沒有關(guān)聯(lián)。沒有關(guān)聯(lián)。 2、突發(fā)錯：由瞬間的脈沖噪聲引起，產(chǎn)生連串錯碼，錯碼前后有關(guān)聯(lián)。、突發(fā)錯：由瞬間的脈沖噪聲引起，產(chǎn)生連串錯碼，錯碼前后有關(guān)聯(lián)。 突發(fā)錯所影響的最大連續(xù)數(shù)據(jù)比特數(shù)稱為突發(fā)長度。突發(fā)錯所影響的最大連續(xù)數(shù)據(jù)比特數(shù)稱為突發(fā)長度。 差錯控制需要解決的問題差錯控制需要解決的問題 保證不錯幀保證不錯幀 保證不丟幀保證不丟幀 保證不亂序保證不亂序 差錯控制手段差錯控制手段 接收方回送確認控制幀接收方回送確認控制幀 用計時器確定幀丟失情況用計時器確定幀丟失情況 用幀的編號識別重復(fù)幀情況用幀的編號識別重復(fù)幀情況 差錯處理方法差錯處理方法

11、16 差錯的檢測和糾正差錯的檢測和糾正 糾錯碼糾錯碼 在發(fā)送的數(shù)據(jù)塊中附加充足的冗余信息在發(fā)送的數(shù)據(jù)塊中附加充足的冗余信息 接收方根據(jù)冗余信息糾正錯誤接收方根據(jù)冗余信息糾正錯誤 檢錯碼檢錯碼 在發(fā)送的數(shù)據(jù)塊中附加適當?shù)娜哂嘈畔?，使在發(fā)送的數(shù)據(jù)塊中附加適當?shù)娜哂嘈畔?，?接收方有足夠的信息檢測是否有差錯接收方有足夠的信息檢測是否有差錯 當有差錯時，對發(fā)送方請求重傳當有差錯時，對發(fā)送方請求重傳 17 有關(guān)差錯的術(shù)語有關(guān)差錯的術(shù)語 碼字（碼字（codeword） 差錯的度量：差錯的度量：Hamming距離距離 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1

12、 0 1 1 1 1 1 1 0 m位位 r位位 n位碼字（位碼字（ n = m + r ） 數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位冗余（校驗）位冗余（校驗）位 18 舉例舉例 碼字碼字11 0 0 0 1 0 0 1 碼字碼字21 0 1 1 0 0 0 1 異或運算異或運算0 0 1 1 1 0 0 0 定義定義 一個有效編碼集中，任意兩個碼字的海明距一個有效編碼集中，任意兩個碼字的海明距 離的最小值稱為該編碼集的海明距離。離的最小值稱為該編碼集的海明距離。 Hamming距離距離 碼位相同碼位相同碼位不同碼位不同 Hamming距離距離 等于等于3 19 檢錯碼的能力檢錯碼的能力 最小最小Hamming距離為距離

13、為d+1的檢錯編碼只的檢錯編碼只 能檢測出能檢測出d位數(shù)據(jù)錯誤。位數(shù)據(jù)錯誤。 例：奇偶位檢測編碼（例：奇偶位檢測編碼（d=1）偶校驗）偶校驗 1 0 0 0 1 0 1 1 0 發(fā)送發(fā)送1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 接收接收1 1 1 1 1 0 1 1 1 數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位 數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位 檢驗位檢驗位檢驗位檢驗位 傳輸差錯傳輸差錯傳輸差錯傳輸差錯 20 糾錯碼的能力糾錯碼的能力 最小最小Hamming距離為距離為2d+1的糾錯編碼只能糾的糾錯編碼只能糾 正正d位數(shù)據(jù)錯誤。位數(shù)據(jù)錯誤。 糾錯方式：將無效碼字恢復(fù)成距離它最近的有糾錯方式：將無效碼字恢復(fù)成距離

14、它最近的有 效碼字，但不是效碼字，但不是100%正確。正確。 例：例：d=2 定義定義 “0”-00000 “1”-11111 采用大數(shù)判決：采用大數(shù)判決：5個比特中個比特中0的個數(shù)大于的個數(shù)大于1的個數(shù)則譯碼成的個數(shù)則譯碼成0， 反之譯碼成反之譯碼成1； 4個有效碼字個有效碼字 接收碼接收碼差錯碼位差錯碼位糾錯結(jié)果糾錯結(jié)果 0000000000 0000000111 00000001110000011111 X 0000011111 000000011100000001110000011111 1111100000 1111111111 21 用循環(huán)冗余碼用循環(huán)冗余碼CRC檢錯檢錯 0 1

15、1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 m位位r位位 選擇選擇r階生成多項式階生成多項式 G(x) 在數(shù)據(jù)幀末尾加在數(shù)據(jù)幀末尾加r個個0，形成多項式，形成多項式xrM(x) 發(fā)送校驗和發(fā)送校驗和T(x) = xrM(x) - 余數(shù)余數(shù)xrM(x)/ G(x) 檢錯標準：余數(shù)檢錯標準：余數(shù)T(x) / G(x)是否為零是否為零 數(shù)據(jù)位（數(shù)據(jù)位（m階多項式階多項式 M(x)）冗余（校驗）位冗余（校驗）位 例如：余數(shù)例如：余數(shù)（39 - 余數(shù)余數(shù)39/9）/ 9 = 0 22 CRC檢錯舉例檢錯舉例 數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)幀110101

16、1011（m=10, M(x)） 生成多項式生成多項式G(x) = x4 + x + 1（r=4） 以以2為模的除法：為模的除法： 11010110110000 /10011 = 1110 發(fā)送幀發(fā)送幀11010110111110（以（以2為模的減法）為模的減法） 接收端檢測：接收端檢測： 11010110111110 /10011 = 0 T(x) 23 以以2為模的除法和減法為模的除法和減法 1100001010 10011 ）1101011011000011010110110000 10011 1110 1001111010110111110 10011 10110 10011 1010

17、0 10011 1110余數(shù)余數(shù) G(x) T(x) =xrM(x) - 余數(shù)余數(shù) xrM(x) 24 4）流量控制）流量控制 為什么要進行流量控制為什么要進行流量控制 發(fā)送方的傳送能力大于接收方的接收能力會發(fā)送方的傳送能力大于接收方的接收能力會 造成數(shù)據(jù)幀的丟失造成數(shù)據(jù)幀的丟失 如何進行流量控制如何進行流量控制 通過接收方的反饋機制限制發(fā)送方的數(shù)據(jù)發(fā)通過接收方的反饋機制限制發(fā)送方的數(shù)據(jù)發(fā) 送流量，使其適應(yīng)接收方的處理速度送流量，使其適應(yīng)接收方的處理速度 制定規(guī)則：何時發(fā)送下一幀；未經(jīng)允許則禁制定規(guī)則：何時發(fā)送下一幀；未經(jīng)允許則禁 止發(fā)送。止發(fā)送。 25 4.2 數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議概述數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議概

18、述 1）基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議）基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議 2）滑動窗口協(xié)議滑動窗口協(xié)議 3）協(xié)議描述和驗證協(xié)議描述和驗證 26 1）基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議）基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議 數(shù)據(jù)傳輸方式數(shù)據(jù)傳輸方式 數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的基本概念數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的基本概念 三個協(xié)議實例三個協(xié)議實例 無限制的單工協(xié)議無限制的單工協(xié)議 單工的停單工的停-等協(xié)議等協(xié)議 有躁聲信道的單工協(xié)議有躁聲信道的單工協(xié)議 協(xié)議比較協(xié)議比較 需要改進的問題需要改進的問題 27 數(shù)據(jù)傳輸方式數(shù)據(jù)傳輸方式 單工單工 數(shù)據(jù)在介質(zhì)中僅在一個方向傳輸。數(shù)據(jù)在介質(zhì)中僅在一個方向傳輸。 半雙工半雙工 數(shù)據(jù)可以雙向傳輸，在特定時刻只能向一個數(shù)據(jù)可以雙向傳輸，在特定

19、時刻只能向一個 方向傳輸。方向傳輸。 全雙工全雙工 在任意時刻都可以實現(xiàn)雙向傳輸。在任意時刻都可以實現(xiàn)雙向傳輸。 28 數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的基本概念數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的基本概念 使用物理層的服務(wù)（發(fā)送使用物理層的服務(wù)（發(fā)送/接收比特流）接收比特流） 為網(wǎng)絡(luò)層提供服務(wù)為網(wǎng)絡(luò)層提供服務(wù) 實現(xiàn)的基本功能實現(xiàn)的基本功能 數(shù)據(jù)幀的一般格式數(shù)據(jù)幀的一般格式 29 為網(wǎng)絡(luò)層提供服務(wù)為網(wǎng)絡(luò)層提供服務(wù) 對網(wǎng)絡(luò)層的分組對網(wǎng)絡(luò)層的分組packet封裝成幀封裝成幀frame （或解封裝，從幀中抽取分組）（或解封裝，從幀中抽取分組） 實現(xiàn)從發(fā)送方到接收方數(shù)據(jù)鏈路層之間實現(xiàn)從發(fā)送方到接收方數(shù)據(jù)鏈路層之間 透明的、無差錯的幀傳輸透

20、明的、無差錯的幀傳輸 流量控制流量控制 檢錯重傳檢錯重傳 30 數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的基本功能數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的基本功能 物理層物理層 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層 網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層 比特流比特流 物理層物理層 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層 網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層 發(fā)送方發(fā)送方A接收方接收方B from_network_layer from_physical_layer to_network_layer to_physical_layer frame 物理傳輸通道物理傳輸通道 packet arrival frame arrival 31 幀的一般格式幀的一般格式 類類型型 kind 序序號號 seq 確確認認 ack 數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)

21、info 幀頭幀頭 來自發(fā)送方網(wǎng)絡(luò)層來自發(fā)送方網(wǎng)絡(luò)層 from_network_layer 幀幀frame: s 區(qū)分數(shù)據(jù)幀區(qū)分數(shù)據(jù)幀/控制幀控制幀 分組分組packet 32 協(xié)議協(xié)議1：A的發(fā)送進程的發(fā)送進程 packet_arrival from_network-layer (&buffer) to_physical-layer (&s) = buffer packet packet packethead buffer &s 來自網(wǎng)絡(luò)層來自網(wǎng)絡(luò)層 送往物理層送往物理層 yes 33 協(xié)議協(xié)議1：B的接收進程的接收進程 frame_arrival to_network-lay

22、er (&) from_physical-layer (&r) packet packethead&r 送往網(wǎng)絡(luò)層送往網(wǎng)絡(luò)層 來自物理層來自物理層 yes wait_for_event (&event) 循環(huán)等待循環(huán)等待 no & 34 無限制的單工協(xié)議（協(xié)議無限制的單工協(xié)議（協(xié)議1） 物理層物理層 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層 網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層 比特流比特流 物理層物理層 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層 網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層 發(fā)送方發(fā)送方A接收方接收方B frame 單工物理信道單工物理信道 packet_ arrival frame_arrival 如果如果B的接收能力小于的接收能力小于 A的發(fā)

23、送能力怎么辦？的發(fā)送能力怎么辦？ 35 packet_arrival from_network-layer (&buffer) to_physical-layer (&s) = buffer packet packet packethead buffer &s 來自網(wǎng)絡(luò)層來自網(wǎng)絡(luò)層 送往物理層送往物理層 yes 協(xié)議協(xié)議2：A的發(fā)送進程（流控）的發(fā)送進程（流控） wait_for_event (&event) frame_arrival 來自物理層來自物理層yes 接收方的確認幀到達接收方的確認幀到達 head 36 協(xié)議協(xié)議2：B的接收進程（流控）的接收進程（流控） frame

24、_arrival to_network-layer (&) from_physical-layer (&r) packet packethead&r 送往網(wǎng)絡(luò)層送往網(wǎng)絡(luò)層 來自物理層來自物理層 yes wait_for_event (&event) 循環(huán)等待循環(huán)等待 no & to_physical-layer (&s) head&s（確認幀）（確認幀） 送往物理層送往物理層 37 單工的停單工的停-等協(xié)議（協(xié)議等協(xié)議（協(xié)議2） 物理層物理層 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層 網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層 比特流比特流 物理層物理層 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層 網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層 發(fā)送方發(fā)送方A接收方接收方B

25、 frame 半雙工物理信道半雙工物理信道 packet_ arrival frame_arrival 如果幀在傳輸中被損壞如果幀在傳輸中被損壞 或丟失怎么辦？或丟失怎么辦？ head收到確認方可發(fā)送下一幀收到確認方可發(fā)送下一幀 38 有躁聲信道的單工協(xié)議（協(xié)議有躁聲信道的單工協(xié)議（協(xié)議3） 信道不可靠的解決辦法信道不可靠的解決辦法 檢錯檢錯/重傳重傳 重傳需要解決的問題：重傳需要解決的問題： 發(fā)送方如何得知哪個幀出錯、需要重發(fā)發(fā)送方如何得知哪個幀出錯、需要重發(fā) 接收方如何區(qū)分首次收到的幀和已經(jīng)收到的接收方如何區(qū)分首次收到的幀和已經(jīng)收到的 重傳幀重傳幀 39 發(fā)送方正確得知差錯幀發(fā)送方正確得知

26、差錯幀 出錯情況出錯情況 幀丟失幀丟失 幀損壞，在接收方校驗出錯，將幀丟棄幀損壞，在接收方校驗出錯，將幀丟棄 發(fā)送方的解決辦法發(fā)送方的解決辦法 對每次發(fā)送的幀都啟動一個計時器對每次發(fā)送的幀都啟動一個計時器 在規(guī)定的時間內(nèi)未收到對方的確認幀，則認在規(guī)定的時間內(nèi)未收到對方的確認幀，則認 為該幀丟失，重新發(fā)送該幀。為該幀丟失，重新發(fā)送該幀。 重復(fù)重傳過程，直至收到確認幀為止。重復(fù)重傳過程，直至收到確認幀為止。 40 接收方正確區(qū)分重傳幀接收方正確區(qū)分重傳幀 情況分析情況分析 當確認幀在途中時，發(fā)送方計時器超時有可能造成當確認幀在途中時，發(fā)送方計時器超時有可能造成 某幀的多次重傳；某幀的多次重傳； 接

27、收方必須將包含發(fā)送方網(wǎng)絡(luò)層分組的每個數(shù)據(jù)幀接收方必須將包含發(fā)送方網(wǎng)絡(luò)層分組的每個數(shù)據(jù)幀 提交接收方的網(wǎng)絡(luò)層，且只能提交一次。提交接收方的網(wǎng)絡(luò)層，且只能提交一次。 解決辦法解決辦法 在發(fā)送方定義幀的序列號，在接收方定義幀序列號在發(fā)送方定義幀的序列號，在接收方定義幀序列號 期望值；期望值； 根據(jù)接收幀序列號與期望值的比較結(jié)果區(qū)分首次接根據(jù)接收幀序列號與期望值的比較結(jié)果區(qū)分首次接 收幀和重復(fù)接收幀。收幀和重復(fù)接收幀。 41 重復(fù)接收幀的識別重復(fù)接收幀的識別 發(fā)送幀發(fā)送幀m 丟失丟失 超時重傳超時重傳 超時重傳超時重傳 期望接收期望接收seq=0 期望接收期望接收seq=0 接收幀接收幀m，回送確認，

28、回送確認 期望接收期望接收seq=1 確認幀確認幀m收到收到 幀幀m, seq=0 幀幀m, seq=0 幀幀m, seq=0 期望接收期望接收seq=1 接收幀接收幀m的的seq=0，丟棄丟棄 回送確認回送確認 收到確認收到確認 發(fā)送幀發(fā)送幀 m+1 幀幀m+1, seq=1 期望接收期望接收seq=1 接收幀接收幀m+1，回送確認，回送確認 期望接收期望接收seq=0 確認幀確認幀m+1收到收到 收到確認收到確認 發(fā)送幀發(fā)送幀 m+2 丟失丟失 確認幀確認幀m收到收到 42 簡單單工協(xié)議比較簡單單工協(xié)議比較 協(xié)議協(xié)議1完成數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的基本功能完成數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的基本功能 發(fā)送方將網(wǎng)絡(luò)層

29、的分組封裝成幀，交物理層發(fā)送；發(fā)送方將網(wǎng)絡(luò)層的分組封裝成幀，交物理層發(fā)送； 接收方從物理層的接收幀抽取分組，交網(wǎng)絡(luò)層。接收方從物理層的接收幀抽取分組，交網(wǎng)絡(luò)層。 協(xié)議協(xié)議2增添流量控制功能增添流量控制功能 發(fā)送方收到確認幀后才允許發(fā)送下一幀；發(fā)送方收到確認幀后才允許發(fā)送下一幀； 接收方收到數(shù)據(jù)幀后回送確認幀。接收方收到數(shù)據(jù)幀后回送確認幀。 協(xié)議協(xié)議3增添檢錯重傳功能增添檢錯重傳功能 發(fā)送方定義幀序列號，啟動計時器，超時重傳發(fā)送方定義幀序列號，啟動計時器，超時重傳 接收方定義幀序列號期望值，將匹配幀交網(wǎng)絡(luò)層接收方定義幀序列號期望值，將匹配幀交網(wǎng)絡(luò)層 43 改進簡單單工協(xié)議改進簡單單工協(xié)議 數(shù)據(jù)雙

30、向傳輸?shù)男枨螅〝?shù)據(jù)雙向傳輸?shù)男枨螅ˋB） 兩條單工信道：反向傳輸流量小，浪費兩條單工信道：反向傳輸流量小，浪費 一條雙工信道實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸一條雙工信道實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸 確認方式確認方式 AB，B回送確認幀（回送確認幀（AB），造成控制幀的流），造成控制幀的流 量量 AB，B將確認信息寫入它將向?qū)⒋_認信息寫入它將向A發(fā)送幀的發(fā)送幀的ack字段，字段， 在在BA中夾帶確認信息中夾帶確認信息A B 發(fā)送方式發(fā)送方式 發(fā)送一幀，等待確認，再發(fā)送下一幀，效率低發(fā)送一幀，等待確認，再發(fā)送下一幀，效率低 一次連續(xù)發(fā)送多個數(shù)據(jù)幀一次連續(xù)發(fā)送多個數(shù)據(jù)幀 44 2）滑動窗口協(xié)議）滑動窗口協(xié)議 一位滑動窗口協(xié)

31、議（協(xié)議一位滑動窗口協(xié)議（協(xié)議4） 雙向傳輸和夾帶確認雙向傳輸和夾帶確認 提高線路利用率提高線路利用率 滑動窗口的概念滑動窗口的概念 引入差錯控制的滑動窗口協(xié)議引入差錯控制的滑動窗口協(xié)議 45 一位滑動窗口協(xié)議（協(xié)議一位滑動窗口協(xié)議（協(xié)議4） 發(fā)送發(fā)送A0 收到收到A0，發(fā)送，發(fā)送B0 seq=0, ack=1, A0 seq=0, ack=0, B0 收到收到B0，發(fā)送，發(fā)送A1 收到收到B1，發(fā)送，發(fā)送A2 收到收到A1，發(fā)送，發(fā)送B1 收到收到A0，發(fā)送，發(fā)送B0 seq=0, ack=1 A2 seq=1, ack=0, A1 seq=1, ack=1, B1 AB 雙向傳輸雙向傳輸

32、夾帶確認夾帶確認 46 協(xié)議協(xié)議4的信道利用率的信道利用率 設(shè)：設(shè)： 信道容量信道容量 b = 50 kbps 傳輸延遲傳輸延遲 R = 500 ms 幀的長度幀的長度 n = 1000 bit 發(fā)送一幀需要的時間發(fā)送一幀需要的時間 Tf = n/b = 20 ms 等待確認需要的時間等待確認需要的時間 R = 500 ms 線路的利用率線路的利用率 Tf /(Tf +R) = 20/520 = 3.85% 改進辦法改進辦法 使線路利用率達到使線路利用率達到100%，滑動窗口長，滑動窗口長w=26 47 滑動窗口的概念滑動窗口的概念 每個待發(fā)送幀被賦予一個序列號每個待發(fā)送幀被賦予一個序列號se

33、q seq的取值范圍是的取值范圍是 0 2n-1（n位字段）位字段） 建立緩沖區(qū)建立緩沖區(qū) 發(fā)送窗口：允許發(fā)送的幀發(fā)送窗口：允許發(fā)送的幀 順序接收來自網(wǎng)絡(luò)層的分組順序接收來自網(wǎng)絡(luò)層的分組 最多保存最多保存2n-1個待確認的幀個待確認的幀 窗口達到最大值窗口達到最大值2n-1時強制關(guān)閉網(wǎng)絡(luò)層時強制關(guān)閉網(wǎng)絡(luò)層 接收窗口：允許接收的幀接收窗口：允許接收的幀 對進入窗口的幀順序提交網(wǎng)絡(luò)層，產(chǎn)生確認對進入窗口的幀順序提交網(wǎng)絡(luò)層，產(chǎn)生確認 落在窗口外的幀被丟棄落在窗口外的幀被丟棄 48 引入滑動窗口后的差錯控制引入滑動窗口后的差錯控制 退后退后n幀（幀（go back n） 發(fā)送方連續(xù)發(fā)送至發(fā)送窗口滿發(fā)送

34、方連續(xù)發(fā)送至發(fā)送窗口滿 接收窗口為接收窗口為1，對丟棄幀不確認，對丟棄幀不確認 發(fā)送方超時重傳，從未被確認幀開始發(fā)送方超時重傳，從未被確認幀開始 選擇重傳（選擇重傳（selective repeat） 接收窗口存儲差錯幀后繼的所有正確幀接收窗口存儲差錯幀后繼的所有正確幀 發(fā)送方只重傳差錯幀；接收方接收重傳幀，按正確發(fā)送方只重傳差錯幀；接收方接收重傳幀，按正確 順序?qū)⒎纸M提交網(wǎng)絡(luò)層順序?qū)⒎纸M提交網(wǎng)絡(luò)層 控制策略比較控制策略比較 49 退后退后n幀協(xié)議概念幀協(xié)議概念 0 1 2 3 4 5 6 7 8 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0 1 E D D D D D D 2 3 4 5

35、6 7 8 9 出錯出錯 丟棄丟棄 超時間隔超時間隔 確認確認 發(fā)送發(fā)送 接收重傳接收重傳 重傳重傳 50 選擇重傳協(xié)議概念選擇重傳協(xié)議概念 0 1 2 3 4 5 6 7 8 2 9 10 11 12 13 14 15 16 17 0 1 E 3 4 5 6 7 8 2 9 10 11 12 13 14 15 出錯出錯 接收緩存接收緩存 超時間隔超時間隔 確認確認 發(fā)送發(fā)送 接收重傳接收重傳 重傳重傳 51 差錯控制策略比較差錯控制策略比較 退后退后n幀幀 發(fā)送方需要較大的緩沖區(qū)，以便重傳發(fā)送方需要較大的緩沖區(qū)，以便重傳 適于信道出錯率較少的情況適于信道出錯率較少的情況 選擇重傳選擇重傳 接收方也需要較大的緩沖區(qū)，以便按正確順接收方也需要較大的緩沖區(qū)，以便按正確順 序