計算機網(wǎng)絡(luò)總結(jié)點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層

1、計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)2009年年2月月2009年年6月月第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層3.1 數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念3.2 基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議3.3 滑動窗口協(xié)議滑動窗口協(xié)議3.4 數(shù)據(jù)鏈路層示例數(shù)據(jù)鏈路層示例 3.4.1 HDLC 3.4.2 PPP3.1 數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層5 應(yīng)用層4 運輸層3 網(wǎng)絡(luò)層2 數(shù)據(jù)鏈路層1 物理層 數(shù)據(jù)鏈路層的作用數(shù)據(jù)鏈路層的作用:通過一些數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議通過一些數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議(鏈路控鏈路控制規(guī)程制規(guī)程)，

2、在不太可靠的物理鏈路，在不太可靠的物理鏈路上實現(xiàn)較為可靠的數(shù)據(jù)傳輸。上實現(xiàn)較為可靠的數(shù)據(jù)傳輸。3.1 數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層局域網(wǎng)廣域網(wǎng)主機 H1主機 H2路由器 R1路由器 R2路由器 R3電話網(wǎng)局域網(wǎng)主機 H1 向 H2 發(fā)送數(shù)據(jù)鏈路層應(yīng)用層運輸層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層應(yīng)用層運輸層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層物理層R1R2R3H1H2從層次上來看數(shù)據(jù)的流動3.1 數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層局域網(wǎng)廣域網(wǎng)主機 H1主

3、機 H2路由器 R1路由器 R2路由器 R3電話網(wǎng)局域網(wǎng)主機 H1 向 H2 發(fā)送數(shù)據(jù)鏈路層應(yīng)用層運輸層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層應(yīng)用層運輸層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層物理層R1R2R3H1H2僅從數(shù)據(jù)鏈路層觀察幀的流動3.1 數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層主機 A緩存主機 B數(shù)據(jù)鏈路AP2AP1緩存發(fā)送方接收方幀高層幀3.1 數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層 鏈路(link)是一條無源的點到點的物理線路段，中間沒有任何其

4、他的交換結(jié)點。（1）鏈路）鏈路(link)（2）數(shù)據(jù)鏈路）數(shù)據(jù)鏈路(data link) 除了物理線路外，還必須有通信協(xié)議來控制這些數(shù)據(jù)的傳輸。若把實現(xiàn)這些協(xié)議的硬件和軟件加到鏈路上，就構(gòu)成了數(shù)據(jù)鏈路。3.1 數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層n現(xiàn)在最常用的方法是使用適配器（即網(wǎng)卡）來實現(xiàn)這些協(xié)議的硬件和軟件。n一般的適配器都包括了數(shù)據(jù)鏈路層和物理層這兩層的功能。3.1 數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層（3）幀）幀 (frame)結(jié)點結(jié)點幀幀數(shù)據(jù)鏈路層的PDU，

5、即數(shù)據(jù)傳輸單位是幀3.1 數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層（4）數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能）數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能a. 鏈路管理鏈路管理 b. 幀定界幀定界 c. 流量控制流量控制d. 差錯控制差錯控制 e. 將數(shù)據(jù)和控制信息區(qū)分開將數(shù)據(jù)和控制信息區(qū)分開 f. 透明傳輸透明傳輸 g. 尋址尋址 3.1 數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層（4）主要功能）主要功能a. 鏈路管理鏈路管理實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路的建立、維持和釋放。實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路的建立、維持和釋放。結(jié)點進行通信，數(shù)據(jù)的發(fā)送方

6、應(yīng)確知接收方處于準備接收結(jié)點進行通信，數(shù)據(jù)的發(fā)送方應(yīng)確知接收方處于準備接收的狀態(tài)，因此應(yīng)建立通信鏈路；的狀態(tài)，因此應(yīng)建立通信鏈路；數(shù)據(jù)傳輸時應(yīng)維持數(shù)據(jù)鏈路；數(shù)據(jù)傳輸時應(yīng)維持數(shù)據(jù)鏈路；通信完成后，應(yīng)釋放鏈路。通信完成后，應(yīng)釋放鏈路。3.1 數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層（4）主要功能）主要功能b. 幀定界 確定幀的界限。確定幀的界限。實現(xiàn)對接收的比特流中數(shù)據(jù)鏈路層幀的準確辨識。實現(xiàn)對接收的比特流中數(shù)據(jù)鏈路層幀的準確辨識。幀幀首首尾尾數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)0 x7E 0 1 1 1 1 1 1 03.1 數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念數(shù)據(jù)鏈路層的基本概

7、念第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層（4）主要功能）主要功能C. 流量控制流量控制實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息發(fā)送速率與接收處理的平衡與匹配。實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息發(fā)送速率與接收處理的平衡與匹配。3.1 數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層（4）主要功能）主要功能D. 差錯控制差錯控制 采用各種差錯檢測措施或手段，提高數(shù)據(jù)傳輸采用各種差錯檢測措施或手段，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕档驼`碼率。的可靠性，降低誤碼率。誤碼率誤碼率 = 傳輸錯誤的比特數(shù)傳輸錯誤的比特數(shù) / 傳輸?shù)谋忍乜倲?shù)傳輸?shù)谋忍乜倲?shù)前向糾錯前向糾錯FEC自動請求重發(fā)自動請

8、求重發(fā)ARQFEC(Forward Error Correction)接收方不僅檢測錯誤接收方不僅檢測錯誤,而且實現(xiàn)糾而且實現(xiàn)糾正。正。ARQ(Automatic Request for Repeat)接收方檢測錯誤接收方檢測錯誤,以某種方法通以某種方法通知發(fā)送方重發(fā)，直至正確。知發(fā)送方重發(fā)，直至正確。3.1 數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層（4）主要功能）主要功能D. 差錯控制差錯控制 FEC使用更多的糾錯冗余位，編碼效率低，算法復(fù)雜。使用更多的糾錯冗余位，編碼效率低，算法復(fù)雜。 數(shù)據(jù)通信中更多應(yīng)用數(shù)據(jù)通信中更多應(yīng)用ARQ，

9、除非在單向傳輸或?qū)崟r性要，除非在單向傳輸或?qū)崟r性要求特別高的環(huán)境。求特別高的環(huán)境。差錯檢驗編碼差錯檢驗編碼 冗余編碼技術(shù)，方法多。但核心是在有效的數(shù)據(jù)被冗余編碼技術(shù)，方法多。但核心是在有效的數(shù)據(jù)被發(fā)送前，先按某種關(guān)系附加上一定的冗余信息，構(gòu)發(fā)送前，先按某種關(guān)系附加上一定的冗余信息，構(gòu)成一個符合一定規(guī)則的信息碼后再發(fā)送。成一個符合一定規(guī)則的信息碼后再發(fā)送。 接收端按規(guī)則進行數(shù)據(jù)檢測。接收端按規(guī)則進行數(shù)據(jù)檢測。3.1 數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層（4）主要功能）主要功能D. 差錯控制差錯控制 差錯檢驗編碼差錯檢驗編碼循環(huán)冗余碼

10、循環(huán)冗余碼CRC(cyclic redundancy code)，也稱多項式碼。漏，也稱多項式碼。漏檢率低，易實現(xiàn)。檢率低，易實現(xiàn)。3.1 數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層（4）主要功能）主要功能D. 差錯控制差錯控制 CRC 原理原理給定一個m bit的幀，發(fā)送方將生成一個r bit的序列，該序列稱為幀檢驗序列FCS(Frame Check Sequence)，這樣所形成的幀將有(m+r) bit組成，剛好可被某個預(yù)先確定的數(shù) P 整除。接收方用相同的P去除接收到的數(shù)據(jù)幀，如果無余數(shù)，則認為無差錯；否則，有錯誤。3.1 數(shù)據(jù)

11、鏈路層的基本概念數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層（4）主要功能）主要功能D. 差錯控制差錯控制 CRC 多項式碼多項式碼任何一個由二進制數(shù)位串組成的代碼都可以和一個只含0和1的兩個系數(shù)的多項式建立一一對應(yīng)的關(guān)系。一個k位幀可以看成是從X k-1到X 0的多項式的系數(shù)序列，多項式的階數(shù)為k-1。1011011有有7位，其對應(yīng)多項式為位，其對應(yīng)多項式為X6+X4+X3+X+1多項式多項式X5+X4+X2+X，其對應(yīng)的位串為，其對應(yīng)的位串為1101103.1 數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)

12、鏈路層（4）主要功能）主要功能D. 差錯控制差錯控制 多項式運算多項式運算采用模2運算：1)加法不進位，減法不錯位，等同異或。2)乘除法類似二進制運算，在加減法時模2規(guī)則。3)除法時，只要被除數(shù)的高位為1，則令商為1，不管后續(xù)位與除數(shù)的比較。CRC3.1 數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層（4）主要功能）主要功能D. 差錯控制差錯控制 FCS的生成的生成CRC1) 除數(shù)P，采用多項式表示法為P(X)，其高、低位為1。2)設(shè)P(X)為r階，則在m幀末尾附加r個零，使幀為m+r，則對應(yīng)的多項式為X r M(X)。3)按模2除法用對應(yīng)

13、P(X)的位串去除X r M(X)，所得余數(shù)R，為FCS。4)進一步，模2完成X r M(X)+R(X)，即帶校驗和的幀。M(X)對應(yīng)的幀為對應(yīng)的幀為1101011011，P(X)= X4+X+1。1 1 0 1 0 1 1 0 1 11001110 0 0 01 0 0 1 10 0 0 0 0 1 0 0 1 111 0 0 1 10 0 0 0 100 0 0 0 00 0 0 1 000 0 0 0 00 0 1 0 100 1 0 1 100 0 0 0 01 0 1 1 011 0 0 1 10 1 0 1 00 1 0 1 000 0 0 0 01 0 1 0 011 0 0 1

14、 10 1 1 1 000 0 0 0 01 1 1 0最后傳輸?shù)膸詈髠鬏數(shù)膸?1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0使用使用CRC做錯誤檢測，傳輸做錯誤檢測，傳輸8位幀序列位幀序列11100110，生成，生成多項式序列為多項式序列為11001。試說明。試說明FCS的生成、檢查過程。的生成、檢查過程。1 1 1 0 0 1 1 0110010 0 0 01 1 0 0 11 0 1 1 0 0 1 00 0 0 0 0 0 1 0 1 10 0 0 0 01 0 1 1 11 1 0 0 11 1 1 0 01 1 0 0 10 1 0 1 01 0 1 0 01 1 0 0

15、 11 1 0 1 01 1 0 0 10 0 1 1 00 0 0 0 00 1 1 0最后傳輸?shù)膸詈髠鬏數(shù)膸?1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0FCS的生成的生成使用使用CRC做錯誤檢測，傳輸做錯誤檢測，傳輸8位幀序列位幀序列11100110，生成，生成多項式序列為多項式序列為11001。試說明。試說明FCS的生成、檢查過程。的生成、檢查過程。1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0110011 1 0 0 11 0 1 1 0 0 1 00 0 0 0 0 0 1 0 1 10 0 0 0 01 0 1 1 11 1 0 0 11 1 1 0 01 1 0 0 10

16、1 0 1 01 0 1 0 11 1 0 0 11 1 0 0 11 1 0 0 10 0 0 0 00 0 0 0 00 0 0 0FCS的檢查的檢查最后傳輸?shù)膸詈髠鬏數(shù)膸?1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 03.1 數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層（4）主要功能）主要功能D. 差錯控制差錯控制 CRC只要得出的余數(shù)不為 0，就表示檢測到了差錯。但這種檢測方法并不能確定究竟是哪一個或哪幾個比特出現(xiàn)了差錯。一旦檢測出差錯，就丟棄這個出現(xiàn)差錯的幀。只要經(jīng)過嚴格的挑選，并使用位數(shù)足夠多的除數(shù) P，那么出現(xiàn)檢測不到的差

17、錯的概率就很小很小。 3.1 數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層（4）主要功能）主要功能D. 差錯控制差錯控制 CRC僅用循環(huán)冗余檢驗 CRC 差錯檢測技術(shù)只能做到無差錯接受(accept)?！盁o差錯接受”是指：“凡是接受的幀（即不包括丟棄的幀），我們都能以非常接近于 1 的概率認為這些幀在傳輸過程中沒有產(chǎn)生差錯”。也就是說：“凡是接受的幀都沒有傳輸差錯”（有差錯的幀就丟棄而不接受）。要做到“可靠傳輸”（即發(fā)送什么就收到什么）就必須再加上確認和重傳機制。 3.1 數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念第第 3 章章 點對點信道

18、的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層（4）主要功能）主要功能D. 差錯控制差錯控制 CRC現(xiàn)在廣泛使用的現(xiàn)在廣泛使用的P(X):CRC-16=X16+X15+X2+1CRC-CCITT=X16+X12+X5+1CRC-32= X32+ X26+ X23+ X22+ X16+ X12 + X11+ X10 + X8+ X7+ X5+ X4+ X2+ X+13.1 數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層（4）主要功能）主要功能E.E.將數(shù)據(jù)和控制信息區(qū)分開將數(shù)據(jù)和控制信息區(qū)分開 許多情況下，數(shù)據(jù)與控制信息處于同一幀中，許多情況下，數(shù)據(jù)與控

19、制信息處于同一幀中，該功能提供區(qū)分能力。該功能提供區(qū)分能力。3.1 數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層（4）主要功能）主要功能F.F.透明傳輸透明傳輸 所謂透明傳輸，就是不管所傳數(shù)據(jù)是何比特組所謂透明傳輸，就是不管所傳數(shù)據(jù)是何比特組合，都應(yīng)能夠在鏈路上傳輸。合，都應(yīng)能夠在鏈路上傳輸。 因此，如當(dāng)數(shù)據(jù)信息和控制信息出現(xiàn)易混淆時，因此，如當(dāng)數(shù)據(jù)信息和控制信息出現(xiàn)易混淆時，可及時處理。可及時處理。3.1 數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層（4）主要功能）主要功能G.G.

20、尋址尋址保證數(shù)據(jù)幀的目的可達性。保證數(shù)據(jù)幀的目的可達性。3.1 數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層（4）主要功能）主要功能a. 鏈路管理鏈路管理 b. 幀定界幀定界 c. 流量控制流量控制d. 差錯控制差錯控制 e. 將數(shù)據(jù)和控制信息區(qū)分開將數(shù)據(jù)和控制信息區(qū)分開 f. 透明傳輸透明傳輸 g. 尋址尋址 第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層3.1 數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念3.2 基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議3.3 滑動窗口協(xié)議滑動窗口協(xié)議3.4 數(shù)據(jù)鏈路層示例數(shù)據(jù)鏈路層示例 3.4.

21、1 HDLC 3.4.2 PPP3.2 基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層停止等待協(xié)議Stop and Wait Protocol數(shù)據(jù)鏈路層主機 A緩存主機 B數(shù)據(jù)鏈路AP2AP1緩存發(fā)送方接收方幀高層幀3.2 基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層n假定 1： 鏈路是理想的傳輸信道，所傳送的任何數(shù)據(jù)既不會出差錯也不會丟失。n假定 2： 不管發(fā)方的發(fā)送速率如何，收方總是能及時接收和處理，并上交主機。完全理想化的數(shù)據(jù)傳輸假定 接收緩存的容量無限大而永遠不會溢出。 接收速率與發(fā)送

22、速率絕對精確相等。3.2 基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層ABDATADATADATADATA送主機 B送主機 B送主機 B送主機 B時間 理想化時，數(shù)據(jù)鏈路層不需要任何協(xié)議就可以保證數(shù)據(jù)的正確傳輸！3.2 基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層n假定 1： 鏈路是理想的傳輸信道，所傳送的任何數(shù)據(jù)既不會出差錯也不會丟失。n假定 2： 不管發(fā)方的發(fā)送速率如何，收方總是能及時接收和處理，并上交主機。鏈路是理想的無差錯傳輸信道，但接收速率與發(fā)送速率不再精確相等！3.2 基本數(shù)據(jù)鏈

23、路層協(xié)議基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層ABDATA送主機 BDATA送主機 B最簡單的方法發(fā)送方每發(fā)送一幀，就暫停；收方收到數(shù)據(jù)幀后交付主機，同時發(fā)信息通知發(fā)送方，表示已接收，完成任務(wù)；此后，發(fā)送方在繼續(xù)發(fā)送下一幀。接收緩存為1即可。發(fā)方的流量受收方控制。3.2 基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層3.2.1 停等協(xié)議基本原理停等協(xié)議基本原理 在發(fā)送方，每發(fā)送完一幀后就停止發(fā)送，等待接收方的確認，如果收到了來自接收方的確認幀，就繼續(xù)發(fā)送下一幀。 在接收方，每收到一個無差錯的幀，就將該幀交

24、付至上層，并向發(fā)送方發(fā)送確認幀，若接收方收到了有差錯的幀，則丟棄。3.2 基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層3.2.1 停等協(xié)議基本原理停等協(xié)議基本原理時間ABDATA0送主機ACKDATA1送主機ACK(a) 正常情況 當(dāng)信道非理想時，當(dāng)信道非理想時，將出現(xiàn)將出現(xiàn)“差錯差錯”事件！事件！幀出錯幀丟失數(shù)據(jù)幀丟失確認幀丟失3.2 基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層3.2.1 停等協(xié)議基本原理停等協(xié)議基本原理幀出錯ABDATA0NAKDATA0送主機ACK數(shù)據(jù)幀出錯重傳出錯

25、接收方應(yīng)用接收方應(yīng)用CRC，可以進行，可以進行差錯檢驗，當(dāng)發(fā)現(xiàn)幀差錯時，差錯檢驗，當(dāng)發(fā)現(xiàn)幀差錯時，接收方向發(fā)送方發(fā)送一個否認接收方向發(fā)送方發(fā)送一個否認幀幀NAK。 發(fā)送方在收到發(fā)送方在收到NAK后，將重后，將重傳出現(xiàn)差錯的數(shù)據(jù)幀，直至收傳出現(xiàn)差錯的數(shù)據(jù)幀，直至收到到ACK為止。為止。說明1：為實現(xiàn)重發(fā)，在發(fā)送方必須暫時保留已發(fā)送的數(shù)據(jù)幀的副本，在收到ACK后再清除。說明2：當(dāng)通信鏈路質(zhì)量太差時，發(fā)送方重傳一定次數(shù)后，不再重傳，而是向上層報告。3.2 基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層3.2.1 停等協(xié)議基本原理停等協(xié)議基本原理幀丟失

26、數(shù)據(jù)幀丟失確認幀丟失接收方等待中，不發(fā)送接收方等待中，不發(fā)送ACK/NAK發(fā)送方等待中發(fā)送方等待中發(fā)送方等待中，不發(fā)送數(shù)據(jù)幀發(fā)送方等待中，不發(fā)送數(shù)據(jù)幀.接收方等待中接收方等待中死鎖！死鎖！3.2 基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層3.2.1 停等協(xié)議基本原理停等協(xié)議基本原理幀丟失死鎖！死鎖！數(shù)據(jù)幀丟失ABDATA0DATA0送主機ACK數(shù)據(jù)幀丟失重傳tout丟失 ！結(jié)點A發(fā)送完一個數(shù)據(jù)幀時，就啟動一個超時計時器超時計時器(timeout timer)。若到了超時計時器所設(shè)置的重傳時間 tout而仍收不到結(jié)點 B 的任何確認幀，則結(jié)點

27、 A 就重傳前面所發(fā)送的這一數(shù)據(jù)幀。3.2 基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層3.2.1 停等協(xié)議基本原理停等協(xié)議基本原理幀丟失死鎖！死鎖！確認幀丟失說明3：如果丟失的為確認幀，采用超時重傳后，則接收方將收到重復(fù)幀重復(fù)幀。3.2 基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層3.2.1 停等協(xié)議基本原理停等協(xié)議基本原理幀丟失死鎖！死鎖！確認幀丟失ABDATA0送主機ACKDATA0丟棄ACK確認幀丟失重傳tout丟失 ！ 使每一個數(shù)據(jù)幀帶上不同的發(fā)送不同的發(fā)送序號序號。每發(fā)送一個新幀

28、就把它的序號加 1。 若接收方收到序號相同的數(shù)據(jù)幀，就表明出現(xiàn)了重復(fù)幀，則丟棄。 此時，接收方須向發(fā)送方發(fā)送確認幀 ACK，因為幀丟失。 3.2 基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層3.2.1 停等協(xié)議基本原理停等協(xié)議基本原理幀丟失死鎖！死鎖！確認幀丟失說明4：作為數(shù)據(jù)幀的序號編碼所占用的比特數(shù)是有限的，發(fā)送序號由于增1的功能，可能重復(fù)，因此不僅應(yīng)考慮編碼比特，同時也應(yīng)從傳輸開銷角度考慮。對于停止等待協(xié)議，由于每發(fā)送一個數(shù)據(jù)幀就停止等待，因此用一個比特來編號就夠了。n一個比特可表示 0 和 1 兩種不同的序號。3.2 基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)

29、議基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層3.2.2 停等協(xié)議定量分析停等協(xié)議定量分析設(shè) tf 是一個數(shù)據(jù)幀的發(fā)送時間，且數(shù)據(jù)幀的長度是固定不變的。顯然，數(shù)據(jù)幀的發(fā)送時間 tf 是數(shù)據(jù)幀的長度 lf (bit)與數(shù)據(jù)的發(fā)送速率 C (bit/s)之比，即 tf = lf /C = lf /C (s) 發(fā)送時間 tf 也就是數(shù)據(jù)幀的發(fā)送時延。數(shù)據(jù)幀沿鏈路傳到接收方還要經(jīng)歷一個傳播時延 tp。接收方收到數(shù)據(jù)幀要花費時間進行處理，此時間稱為處理時間 tpr，發(fā)送確認幀 ACK 的發(fā)送時間為 ta。 3.2 基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議第第 3 章章 點對

30、點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層3.2.2 停等協(xié)議定量分析停等協(xié)議定量分析ABDATADATAACK傳播時延 tp處理時間 tpr確認幀發(fā)送時間 ta傳播時延 tp處理時間 tprtT時間兩個成功發(fā)送的數(shù)據(jù)幀之間的最小時間間隔數(shù)據(jù)幀的發(fā)送時間tf設(shè)置的重傳時間tout3.2 基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層3.2.2 停等協(xié)議定量分析停等協(xié)議定量分析重傳時間的作用是：數(shù)據(jù)幀發(fā)送完畢后若經(jīng)過了這樣長的時間還沒有收到確認幀，就重傳這個數(shù)據(jù)幀。 為方便起見，我們設(shè)重傳時間為 tout = tp + tpr+ ta + tp +

31、 tpr設(shè)上式右端的處理時間 tpr 和確認幀的發(fā)送時間 ta 都遠小于傳播時延 tp，因此可將重傳時間取為兩倍的傳播時延，即 tout = 2tp3.2 基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層3.2.2 停等協(xié)議定量分析停等協(xié)議定量分析兩個發(fā)送成功的數(shù)據(jù)幀之間的最小時間間隔是 tT = tf + tout = tf + 2tp設(shè)數(shù)據(jù)幀出現(xiàn)差錯(包括幀丟失)的概率為 p，但假設(shè)確認幀不會出現(xiàn)差錯。設(shè)正確傳送一個數(shù)據(jù)幀所需的平均時間 tav tav = tT ( 1 + 一個幀的平均重傳次數(shù)) 3.2 基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議

32、第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層3.2.2 停等協(xié)議定量分析停等協(xié)議定量分析一幀的平均重傳次數(shù)一幀的平均重傳次數(shù) = 1 P重傳次數(shù)為重傳次數(shù)為 1 + 2 P重傳次數(shù)為重傳次數(shù)為 2 + 3 P重傳次數(shù)為重傳次數(shù)為 3 + = 1 P第第 1 次發(fā)送出錯次發(fā)送出錯 P第第 2 次發(fā)送成功次發(fā)送成功 + 2 P第第 1, 2 次發(fā)送出錯次發(fā)送出錯 P第第 3 次發(fā)送成功次發(fā)送成功 + 3 P第第 1, 2, 3 次發(fā)送出錯次發(fā)送出錯 P第第 4 次發(fā)送成功次發(fā)送成功 + = p(1 p) + 2p2(1 p) + 3p3(1 p) + 這里這里 PX 是出現(xiàn)事件是出

33、現(xiàn)事件 X 的概率。的概率。 3.2 基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層3.2.2 停等協(xié)議定量分析停等協(xié)議定量分析1?)1(iTiTavtipptt正確傳送一個數(shù)據(jù)幀所需的平均時間S.4324321ppppipSii)1/(.14321pppppppSii.3243211pppippSii12減減.)1 (4321pppppSpii第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層3.2 基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層3.2.2 停等協(xié)議定量分析停等協(xié)議定

34、量分析1?)1(iTiTavtipptt正確傳送一個數(shù)據(jù)幀所需的平均時間TTtpppt2)1/()1()1/(ptT當(dāng)傳輸差錯率增大時，當(dāng)傳輸差錯率增大時，tav 也隨之增大。當(dāng)無差錯時，也隨之增大。當(dāng)無差錯時，p = 0, tav = tT3.2 基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層3.2.2 停等協(xié)議定量分析停等協(xié)議定量分析每秒成功發(fā)送的最大幀數(shù)就是鏈路的最大吞吐量每秒成功發(fā)送的最大幀數(shù)就是鏈路的最大吞吐量 max。顯然，。顯然， max = 1/tav = (1 p) / tT 在發(fā)送端，設(shè)數(shù)據(jù)幀的實際到達率為在發(fā)送端，設(shè)數(shù)據(jù)幀

35、的實際到達率為 ，則，則 不應(yīng)超過最大吞吐量不應(yīng)超過最大吞吐量 max，即，即 (1 p) / tT用時間用時間 tf 進行歸一化，得出歸一化的吞吐量進行歸一化，得出歸一化的吞吐量 為為 tf (1 p) / 1 其中參數(shù)其中參數(shù) 是是 tT 的歸一化時間：的歸一化時間： tT / tf 1 當(dāng)重傳時間遠小于發(fā)送時間時，當(dāng)重傳時間遠小于發(fā)送時間時， 1，此時的歸一化吞吐量，此時的歸一化吞吐量 1 p優(yōu)點：優(yōu)點：比較簡單比較簡單 。缺點：通信信道的利用率不高，也就是說，缺點：通信信道的利用率不高，也就是說，信道還遠遠沒有被數(shù)據(jù)比特填滿。信道還遠遠沒有被數(shù)據(jù)比特填滿。為了克服這一缺點，就產(chǎn)生了另外

36、兩種協(xié)為了克服這一缺點，就產(chǎn)生了另外兩種協(xié)議，即連續(xù)議，即連續(xù) ARQ 和選擇重傳和選擇重傳 ARQ。3.2 基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層3.2.2 停等協(xié)議定量分析停等協(xié)議定量分析3.2.3 連續(xù)連續(xù)ARQ3.2 基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層在發(fā)送完一個數(shù)據(jù)幀后，不是停下來等待確認幀，在發(fā)送完一個數(shù)據(jù)幀后，不是停下來等待確認幀，而是可以連續(xù)再發(fā)送若干個數(shù)據(jù)幀。而是可以連續(xù)再發(fā)送若干個數(shù)據(jù)幀。如果這時收到了接收端發(fā)來的確認幀，那么還可如果這時收到了接收端發(fā)來的

37、確認幀，那么還可以接著發(fā)送數(shù)據(jù)幀。以接著發(fā)送數(shù)據(jù)幀。由于減少了等待時間，整個通信的吞吐量就提高由于減少了等待時間，整個通信的吞吐量就提高了。了。確認幀不僅是正確到達的說明，其本身也應(yīng)編號。確認幀不僅是正確到達的說明，其本身也應(yīng)編號。工作原理3.2.3 連續(xù)連續(xù)ARQ3.2 基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層工作原理接收方收到錯誤幀后，可以有兩種處理方式：接收方收到錯誤幀后，可以有兩種處理方式： a.a.出現(xiàn)差錯時，發(fā)送否認幀；出現(xiàn)差錯時，發(fā)送否認幀； b.b.出現(xiàn)差錯時，不做任何響應(yīng)。出現(xiàn)差錯時，不做任何響應(yīng)。 （真正的無動作（真正

38、的無動作 & & 重復(fù)發(fā)送最后一個確認幀重復(fù)發(fā)送最后一個確認幀）3.2.3 連續(xù)連續(xù)ARQ3.2 基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層DATA0DATA1DATA2DATA3DATA4DATA5重傳 DATA2重傳 DATA3ACK1ACK2ACK1 確認 DATA0ACK2 確認 DATA1DATA2 出錯，丟棄DATA3 不按序，丟棄，重傳 ACK2DATA4 不按序，丟棄，重傳 ACK2DATA5 不按序，丟棄，重傳 ACK2ACK3ACK3 確認 DATA2ACK4 確認 DATA3ACK4重傳 DATA5重傳

39、 DATA4超時重傳時間ABtout送交主機送交主機?ACK2ACK2ACK23.2.3 連續(xù)連續(xù)ARQ3.2 基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層(1) 接收端只按序接收數(shù)據(jù)幀。雖然在有差錯的 2號幀之后接著又收到了正確的 3 個數(shù)據(jù)幀，但接收端都必須將這些幀丟棄，因為在這些幀前面有一個 2 號幀還沒有收到。雖然丟棄了這些不按序的無差錯幀，但應(yīng)重復(fù)發(fā)送已發(fā)送過的最后一個確認幀（防止確認幀丟失）。(2) ACK1 表示確認 0 號幀 DATA0，并期望下次收到 1 號幀；ACK2 表示確認 1 號幀 DATA1，并期望下次收到 2 號

40、幀。依此類推。 說明3.2.3 連續(xù)連續(xù)ARQ3.2 基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層說明(3) 結(jié)點 A 在每發(fā)送完一個數(shù)據(jù)幀時都要設(shè)置該幀的超時計時器。如果在設(shè)置的超時時間內(nèi)收到確認幀，立即將計時器清零。若超時時間到、而未收到確認幀，就要重傳相應(yīng)數(shù)據(jù)幀（仍需重新設(shè)置超時計時器）。 在等不到 2 號幀的確認而重傳 2 號數(shù)據(jù)幀時，雖然結(jié)點 A 已經(jīng)發(fā)完了 5 號幀，但仍必須向回走，將 2號幀及其以后的各幀全部進行重傳。連續(xù)連續(xù) ARQ ARQ 又稱為又稱為Go-back-N ARQGo-back-N ARQ，意思，意思是當(dāng)出現(xiàn)差

41、錯必須重傳時，要向回走是當(dāng)出現(xiàn)差錯必須重傳時，要向回走 N N 個幀，然后再開始重個幀，然后再開始重傳。傳。 3.2.3 連續(xù)連續(xù)ARQ3.2 基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層說明(4) 連續(xù)ARQ由于采用連續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)幀，因此減小了等待時間，故效率得到了提高；但由于退N重傳，到導(dǎo)致正確幀的重傳，因此又降低了效率；因此，當(dāng)傳輸質(zhì)量差時，連續(xù)ARQ并不優(yōu)于停等協(xié)議。 3.2.3 連續(xù)連續(xù)ARQ3.2 基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層說明 在應(yīng)用連續(xù)ARQ時，如果發(fā)送方一直

42、沒有收到對方的確認信息，則在實際上發(fā)送方也不可能無限制地發(fā)送數(shù)據(jù)幀！ 原因在于： a.當(dāng)未被確認的數(shù)據(jù)幀數(shù)量太多時，只要一幀差錯，就可能造成多幀重傳，將導(dǎo)致時延增加，加大開銷； b.發(fā)送的數(shù)據(jù)幀需進行編號，此時編號將占用較大比特數(shù)，加大系統(tǒng)開銷。應(yīng)將已發(fā)送但未被確認的數(shù)據(jù)應(yīng)將已發(fā)送但未被確認的數(shù)據(jù)幀的數(shù)目加以限制！幀的數(shù)目加以限制！“滑動窗口機制滑動窗口機制”第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層3.1 數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念3.2 基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議3.3 滑動窗口協(xié)議滑動窗口協(xié)議3.4 數(shù)據(jù)鏈路層示例數(shù)據(jù)鏈路層示例 3.4.1 HD

43、LC 3.4.2 PPP3.3 滑動窗口協(xié)議滑動窗口協(xié)議第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層(1)發(fā)送方和接收方分別設(shè)定發(fā)送窗口和接收窗口發(fā)送窗口和接收窗口 。(2)發(fā)送窗口用來對發(fā)送端進行流量控制。(3)發(fā)送窗口的大小 W WT T 代表在還沒有收到對方確認信息的情況下發(fā)送端最多可以發(fā)送數(shù)據(jù)幀的數(shù)目。(4)當(dāng)數(shù)據(jù)幀數(shù)量等于WT 時，發(fā)送方必須停止發(fā)送，直至接收方對發(fā)送的前m個數(shù)據(jù)幀(1 m WT)進行了確認,從而使窗口向前滑動了m時，才可以繼續(xù)。01234567012發(fā)送窗口WT不允許發(fā)送這些幀允許發(fā)送 5 個幀(a)01234567012不允許發(fā)送這些幀還允許發(fā)送

44、4 個幀WT已發(fā)送(b)01234567012不允許發(fā)送這些幀WT已發(fā)送(c)01234567012不允許發(fā)送這些幀還允許發(fā)送 3 個幀WT已發(fā)送 已發(fā)送并已收到確認(d)3.3 滑動窗口協(xié)議滑動窗口協(xié)議第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層(5)接收方為減小開銷，不僅可以采用接收一幀確認一幀的方法；也可以采用在連續(xù)收到正確幀以后，對最后一幀進行確認的方法，此時表明：對某一數(shù)據(jù)幀確認，即對該幀及其以前所有數(shù)據(jù)幀的正確接收的確認。3.3 滑動窗口協(xié)議滑動窗口協(xié)議第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層(6)在接收方只有當(dāng)收到的數(shù)據(jù)幀序號落入接收窗口內(nèi)才允

45、許將該數(shù)據(jù)幀收下。若接收到的數(shù)據(jù)幀落在接收窗口之外，則一律將其丟棄。 在連續(xù) ARQ 協(xié)議中，接收窗口的大小 WR = 1。只有當(dāng)收到的幀的序號與接收窗口一致時才能接收該幀。否則，就丟棄它。每收到一個序號正確的幀，接收窗口就向前（即向右方）滑動一個幀的位置。同時發(fā)送對該幀的確認。 不允許接收這些幀01234567012WR準備接收 0 號幀(a)不允許接收這些幀01234567012WR準備接收 1 號幀已收到(b)不允許接收這些幀01234567012WR準備接收 4 號幀已收到(c)第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層3.3 滑動窗口協(xié)議滑動窗口協(xié)議第第 3 章章

46、點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層(7)只有在接收窗口向前滑動時（與此同時也發(fā)送了確認），發(fā)送窗口才有可能向前滑動。 收發(fā)兩端的窗口按照以上規(guī)律不斷地向前滑動，因此這種協(xié)議又稱為滑動窗口協(xié)議。 當(dāng)發(fā)送窗口和接收窗口的大小都等于 1時，就是停止等待協(xié)議。 3.3 滑動窗口協(xié)議滑動窗口協(xié)議第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層(8)發(fā)送窗口的設(shè)置，即W WT T的尺寸大小。 用 n 個比特進行編號時，若接收窗口的大小為 1，則只有在發(fā)送窗口的大小 WT 2n 1時，連續(xù) ARQ 協(xié)議才能正確運行。 當(dāng)采用 3 bit 編碼時，發(fā)送窗口的最大值是 7 而不是 8。 3

47、.3 滑動窗口協(xié)議滑動窗口協(xié)議第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層(9)接收窗口的設(shè)置，即WR的尺寸大?。簽檫M一步提高信道利用率，通常采用只重傳有差錯的幀或計時器超時的幀，此時將加大接收窗口，先接收發(fā)送序號不連續(xù)，但處于接收窗口內(nèi)的數(shù)據(jù)幀。等到所缺序號的數(shù)據(jù)幀收到后再一并送交主機。 接收窗口的大小應(yīng) 發(fā)送窗口的大小通常接收窗口+發(fā)送窗口 2n于是 WR 2n/2第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層3.1 數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念3.2 基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議基本數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議3.3 滑動窗口協(xié)議滑動窗口協(xié)議3.4 數(shù)據(jù)鏈路層示例數(shù)據(jù)鏈

48、路層示例 3.4.1 HDLC 3.4.2 PPP3.4 數(shù)據(jù)鏈路層示例數(shù)據(jù)鏈路層示例第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層3.4.1 面向比特的鏈路控制規(guī)程面向比特的鏈路控制規(guī)程HDLC1974年，IBM 公司推出了面向比特的規(guī)程SDLC (Synchronous Data Link Control)。后來 ISO 把 SDLC 修改后稱為 HDLC (High-level Data Link Control)，譯為高級數(shù)據(jù)鏈路控制，作為國際標(biāo)準ISO 3309。CCITT 則將 HDLC 再修改后稱為鏈路接入規(guī)程 LAP (Link Access Procedure)

49、。不久，HDLC 的新版本又把 LAP 修改為 LAPB，“B”表示平衡型(Balanced)，所以 LAPB 叫做鏈路接入規(guī)程(平衡型)。 針對實際的物理鏈路不可靠，推出鏈路層的可靠保證規(guī)程！針對實際的物理鏈路不可靠，推出鏈路層的可靠保證規(guī)程！早期：面向字符的鏈路控制規(guī)程（鏈路上所傳送的必須是規(guī)定早期：面向字符的鏈路控制規(guī)程（鏈路上所傳送的必須是規(guī)定的字符集中的字符），缺點：的字符集中的字符），缺點： 通信線路利用率低通信線路利用率低不同版本可能代碼不同不同版本可能代碼不同只提供對數(shù)據(jù)部分進行差錯控制只提供對數(shù)據(jù)部分進行差錯控制不易擴展，功能增加導(dǎo)致字符集的復(fù)雜更新不易擴展，功能增加導(dǎo)致字符

50、集的復(fù)雜更新3.4 數(shù)據(jù)鏈路層示例數(shù)據(jù)鏈路層示例第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層3.4.1 面向比特的鏈路控制規(guī)程面向比特的鏈路控制規(guī)程HDLC1974年，IBM 公司推出了面向比特的規(guī)程SDLC (Synchronous Data Link Control)。后來 ISO 把 SDLC 修改后稱為 HDLC (High-level Data Link Control)，譯為高級數(shù)據(jù)鏈路控制，作為國際標(biāo)準ISO 3309。CCITT 則將 HDLC 再修改后稱為鏈路接入規(guī)程 LAP (Link Access Procedure)。不久，HDLC 的新版本又把 LAP

51、 修改為 LAPB，“B”表示平衡型(Balanced)，所以 LAPB 叫做鏈路接入規(guī)程(平衡型)。 非平衡型：存在主站與從站之分。數(shù)據(jù)傳輸由主站發(fā)起，負責(zé)非平衡型：存在主站與從站之分。數(shù)據(jù)傳輸由主站發(fā)起，負責(zé)鏈路的初始化，建立，維護，釋放等；從站簡單應(yīng)答，響應(yīng)。鏈路的初始化，建立，維護，釋放等；從站簡單應(yīng)答，響應(yīng)。平衡型：每個站都是復(fù)合站，平等地發(fā)起數(shù)據(jù)傳輸。平衡型：每個站都是復(fù)合站，平等地發(fā)起數(shù)據(jù)傳輸。3.4 數(shù)據(jù)鏈路層示例數(shù)據(jù)鏈路層示例第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層3.4.1 面向比特的鏈路控制規(guī)程面向比特的鏈路控制規(guī)程HDLC比特888可變168信息 I

52、nfo標(biāo)志 F標(biāo)志 F地址 A控制 C幀檢驗序列 FCS透明傳輸區(qū)間FCS 檢驗區(qū)間(1)標(biāo)志字段標(biāo)志字段 F (Flag) 實現(xiàn)實現(xiàn)幀界線劃分幀界線劃分( (同步同步) )，為為 6 個個連續(xù)連續(xù) 1 加上兩邊各一個加上兩邊各一個 0 共共 8 bit。在接收端只要找到。在接收端只要找到標(biāo)志字段就可確定一個幀的位置。標(biāo)志字段就可確定一個幀的位置。標(biāo)志標(biāo)志F3.4 數(shù)據(jù)鏈路層示例數(shù)據(jù)鏈路層示例第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層3.4.1 面向比特的鏈路控制規(guī)程面向比特的鏈路控制規(guī)程HDLC標(biāo)志標(biāo)志F(2) HDLC 采用零比特填充法使一幀中兩個采用零比特填充法使一幀中

53、兩個 F 字段之字段之間不會出現(xiàn)間不會出現(xiàn) 6 個連續(xù)個連續(xù) 1。(3) 在發(fā)送端，當(dāng)一串比特流數(shù)據(jù)中有在發(fā)送端，當(dāng)一串比特流數(shù)據(jù)中有 5 個連續(xù)個連續(xù) 1 時，時，就立即填入一個就立即填入一個 0。(4) 在接收幀時，先找到在接收幀時，先找到 F 字段以確定幀的邊界。接字段以確定幀的邊界。接著再對比特流進行掃描。每當(dāng)發(fā)現(xiàn)著再對比特流進行掃描。每當(dāng)發(fā)現(xiàn) 5 個連續(xù)個連續(xù) 1 時，時，就將其后的一個就將其后的一個 0 刪除，以還原成原來的比特流。刪除，以還原成原來的比特流。 3.4 數(shù)據(jù)鏈路層示例數(shù)據(jù)鏈路層示例第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層3.4.1 面向比特的鏈路

54、控制規(guī)程面向比特的鏈路控制規(guī)程HDLC數(shù)據(jù)中某一段比特組合恰好出現(xiàn)和 F 字段一樣的情況0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0會被誤認為是 F 字段發(fā)送端在 5 個連 1 之后填入 0 比特再發(fā)送出去填入 0 比特0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0在接收端將 5 個連 1 之后的 0 比特刪除，恢復(fù)原樣在此位置刪除填入的 0 比特0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0零比特的填充與刪除零比特的填充與刪除3.4 數(shù)據(jù)鏈路層示例數(shù)據(jù)鏈路層示例第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層3

55、.4.1 面向比特的鏈路控制規(guī)程面向比特的鏈路控制規(guī)程HDLC標(biāo)志標(biāo)志F(5) 采用零比特填充法就可傳送任意組合的比特流，采用零比特填充法就可傳送任意組合的比特流，或者說，就可實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層的或者說，就可實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層的透明傳輸透明傳輸。(6) 當(dāng)連續(xù)傳輸兩個幀時，前一個幀的結(jié)束標(biāo)志字段當(dāng)連續(xù)傳輸兩個幀時，前一個幀的結(jié)束標(biāo)志字段 F 可以兼作后一幀的起始標(biāo)志字段?？梢约孀骱笠粠钠鹗紭?biāo)志字段。(7) 當(dāng)暫時沒有信息傳送時，可以連續(xù)發(fā)送標(biāo)志字段，當(dāng)暫時沒有信息傳送時，可以連續(xù)發(fā)送標(biāo)志字段，使收端可以一直和發(fā)端保持同步。使收端可以一直和發(fā)端保持同步。 3.4 數(shù)據(jù)鏈路層示例數(shù)據(jù)鏈路層示例第第 3

56、章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層3.4.1 面向比特的鏈路控制規(guī)程面向比特的鏈路控制規(guī)程HDLC比特888可變168信息 Info標(biāo)志 F標(biāo)志 F地址 A控制 C幀檢驗序列 FCS透明傳輸區(qū)間FCS 檢驗區(qū)間地址地址A地址字段 A 是 8 bit，非平衡時，為從站地址；平衡時，為確認站地址；全1時，為廣播方式；全0無效。3.4 數(shù)據(jù)鏈路層示例數(shù)據(jù)鏈路層示例第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層3.4.1 面向比特的鏈路控制規(guī)程面向比特的鏈路控制規(guī)程HDLC比特888可變168信息 Info標(biāo)志 F標(biāo)志 F地址 A控制 C幀檢驗序列 FCS透明傳輸區(qū)間FC

57、S 檢驗區(qū)間幀檢驗序列幀檢驗序列FCS幀檢驗序列 FCS 字段共 16 bit。所檢驗的范圍是從地址字段的第一個比特起，到信息字段的最末一個比特為止。3.4 數(shù)據(jù)鏈路層示例數(shù)據(jù)鏈路層示例第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層3.4.1 面向比特的鏈路控制規(guī)程面向比特的鏈路控制規(guī)程HDLC比特888可變168信息 Info標(biāo)志 F標(biāo)志 F地址 A控制 C幀檢驗序列 FCS透明傳輸區(qū)間FCS 檢驗區(qū)間控制控制C C控制字段 C 共 8 bit，是最復(fù)雜的字段。HDLC 的許多重要功能都靠控制字段來實現(xiàn)。3.4 數(shù)據(jù)鏈路層示例數(shù)據(jù)鏈路層示例第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層

58、點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層3.4.1 面向比特的鏈路控制規(guī)程面向比特的鏈路控制規(guī)程HDLC控制控制C C控制字段根據(jù)其最前面兩個bit取值，將幀劃分3類： 信息幀信息幀用于數(shù)據(jù)傳輸，還可以同時用來對已收到的數(shù)據(jù)幀進行確認和執(zhí)行輪詢等功能。 監(jiān)控幀監(jiān)控幀用于數(shù)據(jù)流控制，本身不含數(shù)據(jù)，但可執(zhí)行對信息幀的確認，請求重傳信息幀和請求暫停發(fā)送信息幀等功能。 無編號幀無編號幀用于控制鏈路本身，不使用發(fā)送或接收幀序號。3.4 數(shù)據(jù)鏈路層示例數(shù)據(jù)鏈路層示例第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層3.4.1 面向比特的鏈路控制規(guī)程面向比特的鏈路控制規(guī)程HDLC控制控制C C011N(S)01SM

59、P/FP/FP/FN(R)N(R)M信息幀信息幀I監(jiān)控幀監(jiān)控幀S無編號幀無編號幀U12345678當(dāng)前發(fā)送的當(dāng)前發(fā)送的信息幀序號信息幀序號接收幀序號接收幀序號(即期望接收到的幀的發(fā)送即期望接收到的幀的發(fā)送序號序號)。帶有確認意思，表示該幀以前。帶有確認意思，表示該幀以前的幀均已正確接收。的幀均已正確接收。在發(fā)送數(shù)據(jù)同時，完成接收幀的確認，在發(fā)送數(shù)據(jù)同時，完成接收幀的確認，“捎帶捎帶”進一步提高信道利用率。進一步提高信道利用率。3.4 數(shù)據(jù)鏈路層示例數(shù)據(jù)鏈路層示例第第 3 章章 點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層3.4.1 面向比特的鏈路控制規(guī)程面向比特的鏈路控制規(guī)程HDLC控制控制C

60、 C011N(S)01SMP/FP/FP/FN(R)N(R)M信息幀信息幀I監(jiān)控幀監(jiān)控幀S無編號幀無編號幀U123456780 0 0 0 接收準備就緒接收準備就緒RRRR：做好接收數(shù)據(jù)幀準備，可對N(R)1以前的幀確認。1 0 1 0 接收未就緒接收未就緒RNRRNR：表示暫不能接收，可對N(R)1以前的幀確認。0 1 0 1 拒絕拒絕REJREJ：從N(R)幀開始所有的幀均被拒絕，同時請求重發(fā)N(R)幀開始的信息幀，還可以對N(R) 1以前的幀進行確認。1 1 1 1 選擇拒絕選擇拒絕SREJSREJ：只拒絕N(R)幀，重傳。但確認N(R)1以前幀。監(jiān)控幀監(jiān)控幀4 4種種3.4 數(shù)據(jù)鏈路層示例數(shù)據(jù)鏈路層示