計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)CH3鏈路層ppt課件

1、第三章第三章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)與與應(yīng)應(yīng)用用一、鏈路層功能一、鏈路層功能要解決的問題 如何在有差錯(cuò)的線路上，進(jìn)行無差錯(cuò)傳輸。ISO關(guān)于數(shù)據(jù)鏈路層的定義 數(shù)據(jù)鏈路層的目的是為了提供功能上和規(guī)程上的方法，以便建立、維護(hù)和釋放網(wǎng)絡(luò)實(shí)體間的數(shù)據(jù)鏈路。節(jié)點(diǎn)node）：網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)host和路由器router稱為節(jié)點(diǎn)鏈路link）：通信路徑上連接相鄰節(jié)點(diǎn)的通信信道稱為鏈路。數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議定義了一條鏈路的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間交換的數(shù)據(jù)單元格式，以及節(jié)點(diǎn)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)單元的動(dòng)作。第三章第三章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)與與應(yīng)應(yīng)用用 數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程 為使數(shù)據(jù)能迅速、正確、有效地從發(fā)送

2、點(diǎn)到達(dá)接收點(diǎn)所采用的控制方式。 數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議應(yīng)提供的最基本功能 數(shù)據(jù)在鏈路上的正常傳輸建立、維護(hù)和釋放） 數(shù)據(jù)的定界與同步，也處理透明性問題 差錯(cuò)控制 順序控制 流量控制第三章第三章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)與與應(yīng)應(yīng)用用 為網(wǎng)絡(luò)層提供三種合理的服務(wù) 無確認(rèn)無連接服務(wù)，適用于 誤碼率很低的線路，錯(cuò)誤恢復(fù)留給高層； 實(shí)時(shí)業(yè)務(wù) 大部分局域網(wǎng) 有確認(rèn)無連接服務(wù)，適用于不可靠的信道，如無線網(wǎng)。 有確認(rèn)有連接服務(wù)第三章第三章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)與與應(yīng)應(yīng)用用二、二、 成幀成幀F(xiàn)raming）將比特流分成離散的幀，標(biāo)識每個(gè)幀的起始與結(jié)將比特流分成離散的幀，標(biāo)識每個(gè)幀的起

3、始與結(jié)束，并計(jì)算每個(gè)幀的校驗(yàn)和。束，并計(jì)算每個(gè)幀的校驗(yàn)和。成幀方法：成幀方法：1） 字符計(jì)數(shù)法字符計(jì)數(shù)法在幀頭中用一個(gè)域來表示整個(gè)幀的字符個(gè)數(shù)在幀頭中用一個(gè)域來表示整個(gè)幀的字符個(gè)數(shù)缺陷：若計(jì)數(shù)出錯(cuò)，對本幀和后面的幀有影響。缺陷：若計(jì)數(shù)出錯(cuò)，對本幀和后面的幀有影響。第三章第三章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)與與應(yīng)應(yīng)用用把幀的長度用一個(gè)字節(jié)表示，作為幀的頭部把幀的長度用一個(gè)字節(jié)表示，作為幀的頭部 一旦幀長度計(jì)數(shù)被誤讀，將不能繼續(xù)同步，所以很少采一旦幀長度計(jì)數(shù)被誤讀，將不能繼續(xù)同步，所以很少采用用 1 1） 字符計(jì)數(shù)法字符計(jì)數(shù)法第三章第三章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)與與應(yīng)

4、應(yīng)用用起始字符起始字符 DLE STX，結(jié)束字符，結(jié)束字符DLE ETX字符填充字符填充缺陷：局限于缺陷：局限于8位字符和位字符和ASCII字符傳送。字符傳送。 用特殊的字符作為幀頭和幀尾 如：DLE STX My name is John DLE ETXDLESTX My name isJoneDLEETX10024D79206E616D65206973204A6F6E651003接收方一旦丟失了幀信息，只要查找接收方一旦丟失了幀信息，只要查找DLE STXDLE STX就可重新確就可重新確定幀邊界定幀邊界 如果數(shù)據(jù)中出現(xiàn)首尾字符，則插入重復(fù)的定界符如果數(shù)據(jù)中出現(xiàn)首尾字符，則插入重復(fù)的定界符

5、2 2） 帶字符填充的首尾字符定界法帶字符填充的首尾字符定界法第三章第三章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)與與應(yīng)應(yīng)用用3 3） 帶位填充的首尾標(biāo)記定界法帶位填充的首尾標(biāo)記定界法u 幀的起始和結(jié)束都用一個(gè)特殊的位串幀的起始和結(jié)束都用一個(gè)特殊的位串“01111110”，稱為標(biāo)記，稱為標(biāo)記(flag)。u 采用采用“0比特插入刪除技術(shù)比特插入刪除技術(shù)插入的比特第三章第三章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)與與應(yīng)應(yīng)用用u 只適用于物理層編碼有冗余的網(wǎng)絡(luò)只適用于物理層編碼有冗余的網(wǎng)絡(luò)u 如：如：802802標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)的LANLAN，物理層采用曼徹斯特或，物理層采用曼徹斯特或差分曼徹斯特

6、編碼差分曼徹斯特編碼 用高用高- -低電平對低電平對/ /低低- -高電平高電平對表示對表示1/01/0，高，高- -高高/ /低低- -低電平對不表示數(shù)據(jù)，低電平對不表示數(shù)據(jù)，可以用來做定界符?？梢杂脕碜龆ń绶留意：在很多數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議中，使用字符計(jì)留意：在很多數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議中，使用字符計(jì)數(shù)法和一種其它方法的組合。數(shù)法和一種其它方法的組合。4 4） 物理層編碼違例法物理層編碼違例法第三章第三章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)與與應(yīng)應(yīng)用用三、三、 差錯(cuò)控制差錯(cuò)控制 一般方法：接收方給發(fā)送方一個(gè)反饋呼應(yīng)）。一般方法：接收方給發(fā)送方一個(gè)反饋呼應(yīng)）。 出錯(cuò)情況出錯(cuò)情況 幀包括發(fā)送幀和響應(yīng)幀

7、出錯(cuò)；幀包括發(fā)送幀和響應(yīng)幀出錯(cuò)； 幀包括發(fā)送幀和響應(yīng)幀喪失幀包括發(fā)送幀和響應(yīng)幀喪失 通過計(jì)時(shí)器和序號保證每幀最終交給目的網(wǎng)絡(luò)通過計(jì)時(shí)器和序號保證每幀最終交給目的網(wǎng)絡(luò)層僅一次是數(shù)據(jù)鏈路層的一個(gè)主要功能。層僅一次是數(shù)據(jù)鏈路層的一個(gè)主要功能。第三章第三章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)與與應(yīng)應(yīng)用用u 差錯(cuò)出現(xiàn)的特點(diǎn)：隨機(jī)，連續(xù)突發(fā)差錯(cuò)出現(xiàn)的特點(diǎn)：隨機(jī)，連續(xù)突發(fā)burstburst）u 處理差錯(cuò)的兩種基本策略處理差錯(cuò)的兩種基本策略u使用糾錯(cuò)碼：發(fā)送方在每個(gè)數(shù)據(jù)塊中加入足夠使用糾錯(cuò)碼：發(fā)送方在每個(gè)數(shù)據(jù)塊中加入足夠的冗余信息，使得接收方能夠判斷接收到的數(shù)據(jù)的冗余信息，使得接收方能夠判斷接收到的數(shù)

8、據(jù)是否有錯(cuò)，并能糾正錯(cuò)誤。是否有錯(cuò)，并能糾正錯(cuò)誤。u使用檢錯(cuò)碼：發(fā)送方在每個(gè)數(shù)據(jù)塊中加入足夠使用檢錯(cuò)碼：發(fā)送方在每個(gè)數(shù)據(jù)塊中加入足夠的冗余信息，使得接收方能夠判斷接收到的數(shù)據(jù)的冗余信息，使得接收方能夠判斷接收到的數(shù)據(jù)是否有錯(cuò)，但不能判斷哪里有錯(cuò)。是否有錯(cuò)，但不能判斷哪里有錯(cuò)。第三章第三章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)與與應(yīng)應(yīng)用用l 碼字碼字codeword）：一個(gè)幀包括）：一個(gè)幀包括m個(gè)數(shù)據(jù)位，個(gè)數(shù)據(jù)位，r個(gè)校驗(yàn)位，個(gè)校驗(yàn)位，n = m + r，則此，則此n比特單元稱為比特單元稱為n位位碼字。碼字。l 海明距離海明距離Hamming distance）：兩個(gè)碼字之）：兩個(gè)碼字之間不

9、同的比特位數(shù)目。間不同的比特位數(shù)目。例：0000000000 與0000011111的海明距離為5如果兩個(gè)碼字的海明距離為d，則需要d個(gè)單比特錯(cuò)就可以把一個(gè)碼字轉(zhuǎn)換成另一個(gè)碼字；為了檢查出d個(gè)錯(cuò)單比特錯(cuò)），需要使用海明距離為 d + 1 的編碼；為了糾正d個(gè)錯(cuò)，需要海明距離為 2d + 1 的編碼；1） 糾錯(cuò)碼糾錯(cuò)碼第三章第三章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)與與應(yīng)應(yīng)用用l 最簡單的例子是奇偶校驗(yàn)最簡單的例子是奇偶校驗(yàn)l 在數(shù)據(jù)后填加一個(gè)奇偶位在數(shù)據(jù)后填加一個(gè)奇偶位parity bit）l例：使用偶校驗(yàn)（例：使用偶校驗(yàn)（“1的個(gè)數(shù)為偶數(shù)）的個(gè)數(shù)為偶數(shù)）l101101011011010

10、11l10110001101100010l奇偶校驗(yàn)可以用來檢查單個(gè)錯(cuò)誤。奇偶校驗(yàn)可以用來檢查單個(gè)錯(cuò)誤。第三章第三章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)與與應(yīng)應(yīng)用用 使用糾錯(cuò)碼傳數(shù)據(jù)，效率低，適用于不可能重傳的場合；使用糾錯(cuò)碼傳數(shù)據(jù)，效率低，適用于不可能重傳的場合；大多數(shù)情況采用檢錯(cuò)碼加重傳。大多數(shù)情況采用檢錯(cuò)碼加重傳。 循環(huán)冗余碼循環(huán)冗余碼CRC碼，多項(xiàng)式編碼）碼，多項(xiàng)式編碼） 如：如：110001，可表示成多項(xiàng)式，可表示成多項(xiàng)式 x5 + x4 + 1 生成多項(xiàng)式生成多項(xiàng)式G(x) 發(fā)方、收方事前商定；發(fā)方、收方事前商定； 生成多項(xiàng)式的高位和低位必須為生成多項(xiàng)式的高位和低位必須為1 生

11、成多項(xiàng)式必須比傳輸信息對應(yīng)的多項(xiàng)式短。生成多項(xiàng)式必須比傳輸信息對應(yīng)的多項(xiàng)式短。 CRC碼基本思想碼基本思想 校驗(yàn)和校驗(yàn)和checksum加在幀尾，使帶校驗(yàn)和的幀的多項(xiàng)加在幀尾，使帶校驗(yàn)和的幀的多項(xiàng)式能被式能被G(x)除盡；收方接收時(shí)，用除盡；收方接收時(shí)，用G(x)去除它，若有余數(shù)，去除它，若有余數(shù)，則傳輸出錯(cuò)。則傳輸出錯(cuò)。2） 檢錯(cuò)碼檢錯(cuò)碼第三章第三章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)與與應(yīng)應(yīng)用用 四個(gè)多項(xiàng)式已成為國際標(biāo)準(zhǔn)四個(gè)多項(xiàng)式已成為國際標(biāo)準(zhǔn) CRC-12 = x12 + x11 + x3 + x2 + x + 1 CRC-16 = x16 + x15 + x2 + 1 CRC-C

12、CITT = x16 + x12 + x5 + 1 CRC-32 硬件實(shí)現(xiàn)硬件實(shí)現(xiàn)CRC校驗(yàn)校驗(yàn) 網(wǎng)卡網(wǎng)卡NICNetwork Interface Card完成完成第三章第三章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)與與應(yīng)應(yīng)用用 流量控制流量控制 基于反饋機(jī)制基于反饋機(jī)制 流量控制主要在傳輸層實(shí)現(xiàn)流量控制主要在傳輸層實(shí)現(xiàn)1XON/XOFF方案。使用一對控制字符實(shí)現(xiàn)流量控制。發(fā)生過載時(shí)，接收方向發(fā)送方發(fā)送一個(gè)XOFF字符，使之暫停發(fā)送；狀況消除后，再向發(fā)送方發(fā)送一個(gè)XON字符，使之恢復(fù)發(fā)送。2滑動(dòng)窗口。利用接收方緩沖區(qū)和發(fā)送方緩沖區(qū)來實(shí)現(xiàn)流量控制。通過限制已發(fā)送而尚未確認(rèn)幀的數(shù)量，以實(shí)現(xiàn)對發(fā)送

13、方的控制。 鏈路層的流量控制策略鏈路層的流量控制策略第三章第三章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)與與應(yīng)應(yīng)用用u 工作原理工作原理u 發(fā)送的信息幀都有一個(gè)序號，從發(fā)送的信息幀都有一個(gè)序號，從0到某個(gè)最大到某個(gè)最大值，值，0 2n - 1，一般用，一般用n個(gè)二進(jìn)制位表示；個(gè)二進(jìn)制位表示；u 發(fā)送端始終保持一個(gè)已發(fā)送但尚未確認(rèn)的幀發(fā)送端始終保持一個(gè)已發(fā)送但尚未確認(rèn)的幀的序號表，稱為發(fā)送窗口。發(fā)送窗口的上界表的序號表，稱為發(fā)送窗口。發(fā)送窗口的上界表示要發(fā)送的下一個(gè)幀的序號，下界表示未得到示要發(fā)送的下一個(gè)幀的序號，下界表示未得到確認(rèn)的幀的最小編號。發(fā)送窗口大小確認(rèn)的幀的最小編號。發(fā)送窗口大小

14、= 上界上界 - 下界，大小可變；下界，大小可變；四、滑動(dòng)窗口四、滑動(dòng)窗口Sliding Window Protocol協(xié)議協(xié)議第三章第三章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)與與應(yīng)應(yīng)用用u 工作原理續(xù)）工作原理續(xù)）u 發(fā)送端每發(fā)送一個(gè)幀，序號取上界值，上界加發(fā)送端每發(fā)送一個(gè)幀，序號取上界值，上界加1；每接收到一個(gè)正確響應(yīng)幀，下界加每接收到一個(gè)正確響應(yīng)幀，下界加1；u 接收端有一個(gè)接收窗口，大小固定，但不一定接收端有一個(gè)接收窗口，大小固定，但不一定與發(fā)送窗口相同。接收窗口的上界表示允許接收與發(fā)送窗口相同。接收窗口的上界表示允許接收的序號最大的幀，下界表示希望接收的幀；的序號最大的幀，下界

15、表示希望接收的幀；u 接收窗口容納允許接收的信息幀，落在窗口外接收窗口容納允許接收的信息幀，落在窗口外的幀均被丟棄。序號等于下界的幀被正確接收，的幀均被丟棄。序號等于下界的幀被正確接收，并產(chǎn)生一個(gè)響應(yīng)幀，上界并產(chǎn)生一個(gè)響應(yīng)幀，上界/下界都加下界都加1。接收窗口。接收窗口大小不變。大小不變。第三章第三章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)與與應(yīng)應(yīng)用用滑動(dòng)窗口原理示意圖設(shè)滑動(dòng)窗口原理示意圖設(shè)WT=5，WR=3）(a) (b) (c) (d)01234567012345670123456701234567前沿后沿012345670123456701234567前沿01234567后沿(a) (

16、b) (c) (d)發(fā)送方發(fā)送方接收方接收方第三章第三章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)與與應(yīng)應(yīng)用用三個(gè)常見窗口協(xié)議三個(gè)常見窗口協(xié)議p 發(fā)送窗口WT=1，接收窗口WR=1p一位滑動(dòng)窗口協(xié)議p 發(fā)送窗口WT=7，接收窗口WR=1p后退n幀的滑動(dòng)窗口協(xié)議p 發(fā)送窗口WT=4，接收窗口WR=4p選擇性重發(fā)滑動(dòng)窗口協(xié)議第三章第三章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)與與應(yīng)應(yīng)用用1停等協(xié)議一比特滑動(dòng)窗口協(xié)議） 協(xié)議特點(diǎn) 窗口大?。篘 = 1，發(fā)送序號和接收序號的取值范圍：0，1； 可進(jìn)行數(shù)據(jù)雙向傳輸，信息幀中可含有確認(rèn)信息piggybacking技術(shù)）； 信息幀中包括兩個(gè)序號域：發(fā)送序號

17、和接收序號已經(jīng)正確收到的幀的序號）p 存在問題p能保證無差錯(cuò)傳輸，但是基于停等方式；p若雙方同時(shí)開始發(fā)送，則會(huì)有一半重復(fù)幀；p效率低，傳輸時(shí)間長。第三章第三章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)與與應(yīng)應(yīng)用用A發(fā)送（0，1，A0） Seq ackA發(fā)送A0，seq=0B收到（0，1，A0）B收到A0B發(fā)送（0，0，B0）B發(fā)送B0，并確認(rèn)A0A收到（0，0，B0） A收到B0及對A0的確認(rèn)A發(fā)送（1，0，A1） A發(fā)送A1及對B0的確認(rèn)B收到（1，0，A1） B收到A1及對B0的確認(rèn)B發(fā)送（1，1，B1）B發(fā)送B1及對A1的確認(rèn)A收到（1，1，B1） A收到B1及對A1的確認(rèn)A發(fā)送（0，1

18、，A2） A發(fā)送A2及對B1的確認(rèn)B收到（0，1，A2） B收到A2及對B1的確認(rèn)B發(fā)送（0，0，B2）B發(fā)送B2及對A2的確認(rèn)A收到（0，0，B2） A收到B2及對A2的確認(rèn)A發(fā)送（1，0，A3） A發(fā)送A3及對B2的確認(rèn)B收到（1，0，A3） B收到A3及對B2的確認(rèn)B發(fā)送（1，1，B3）停等協(xié)議的情況1：運(yùn)行過程正常第三章第三章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)與與應(yīng)應(yīng)用用A發(fā)送（0，1，A0） B發(fā)送（0，1，B0）B也已從網(wǎng)絡(luò)層得到B0B收到（0，1，A0） B以為B0分組A沒有收到B發(fā)送（0，0，B0）所以B又重復(fù)B0分組A收到（0，1，B0） A以為A0分組B沒有收到A發(fā)

19、送（0，0，A0） 所以A又重復(fù)A0分組B收到（0，0，A0） B收到A0及對B0的確認(rèn)B發(fā)送（1，0，B1）B發(fā)送B1及對A0的確認(rèn)A收到（0，0，B0） A收到B0及對A0的確認(rèn)A發(fā)送（1，0，A1） A發(fā)送A1及對B0的確認(rèn)B收到（1，0，A1） B以為B1分組A沒有收到B發(fā)送（1，1，B1）所以B又重復(fù)B1分組A收到（1，0，B1） A以為A1分組B沒有收到A發(fā)送（1，1，A1） 所以A又重復(fù)A1分組B收到（1，1，A1） B發(fā)送（0，1，B2）停等協(xié)議的情況2：運(yùn)行過程不正常第三章第三章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)與與應(yīng)應(yīng)用用2） 連續(xù)連續(xù)ARQ協(xié)議協(xié)議p 為提高傳輸效

20、率而設(shè)計(jì)p 停等協(xié)議的主要問題是信道利用率太低。發(fā)送端的等待時(shí)間至少是發(fā)送端到接收端傳播時(shí)間的二倍p 信道的利用率為：發(fā)送時(shí)間/來回時(shí)間p 管道化pipelining）:在等待確認(rèn)的時(shí)間內(nèi)繼續(xù)發(fā)送p 存在的問題：若信道不可靠，使發(fā)送端在意識到數(shù)據(jù)丟失時(shí)，已有大量數(shù)據(jù)到達(dá)接收端第三章第三章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)與與應(yīng)應(yīng)用用 例：衛(wèi)星信道傳輸速率50kbps，往返傳輸延遲500ms，若傳1000bit的幀，若使用停等協(xié)議，則傳輸一個(gè)幀所需時(shí)間為：發(fā)送時(shí)間 + 數(shù)據(jù)傳輸延遲 + 確認(rèn)傳輸延遲確認(rèn)幀很短，可忽略發(fā)送時(shí)間）= 1000bit / 50kbps + 250ms + 25

21、0ms = 520ms 信道利用率 = 20 / 520 4% 對一般情況而言若信道帶寬b比特/秒，幀長度L比特，往返傳輸延遲R秒，則信道利用率為 (L/b) / (L/b + R) = L / (L + Rb) 結(jié)論： 傳輸延遲大，信道帶寬高，幀短時(shí)，信道利用率低。第三章第三章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)與與應(yīng)應(yīng)用用 解決效率的辦法解決效率的辦法連續(xù)發(fā)送多幀后再等待確認(rèn)，稱為流水線技術(shù)連續(xù)發(fā)送多幀后再等待確認(rèn)，稱為流水線技術(shù) 帶來的問題帶來的問題信道誤碼率高時(shí)，對壞幀和非壞幀的重傳非常多信道誤碼率高時(shí)，對壞幀和非壞幀的重傳非常多 兩種常見的連續(xù)兩種常見的連續(xù)ARQARQ方法方法

22、 退后退后n n幀幀go back ngo back n） 接收方從出錯(cuò)幀起丟棄所有后繼幀；接收窗口為接收方從出錯(cuò)幀起丟棄所有后繼幀；接收窗口為1 1 對于出錯(cuò)率較高的信道，浪費(fèi)帶寬。對于出錯(cuò)率較高的信道，浪費(fèi)帶寬。 選擇重傳選擇重傳selective repeatselective repeat） 接收窗口大于接收窗口大于1 1，先暫存出錯(cuò)幀的后繼幀；，先暫存出錯(cuò)幀的后繼幀； 只重傳壞幀；對最高序號的幀進(jìn)行確認(rèn)；只重傳壞幀；對最高序號的幀進(jìn)行確認(rèn)；接收窗口較大時(shí)，需較大緩沖區(qū)。接收窗口較大時(shí)，需較大緩沖區(qū)。第三章第三章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)與與應(yīng)應(yīng)用用a) 退后n幀協(xié)議發(fā)

23、送方有流量控制，為重傳設(shè)緩沖區(qū)；發(fā)送窗口大小 = 接收窗口接收窗口 第三章第三章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)與與應(yīng)應(yīng)用用選擇性重傳協(xié)議正常工作的情況 發(fā)送窗口 = 接收窗口 = (MAX_SEQ + 1) / 2 增加了否定性確認(rèn)NAK，當(dāng)收到一個(gè)壞幀，或收到一個(gè)非期望的幀，則發(fā)一個(gè)NAK幀 增加了一個(gè)輔助定時(shí)器，當(dāng)收到一個(gè)正確的幀，而沒有可捎帶確認(rèn)的數(shù)據(jù)幀，當(dāng)輔助定時(shí)器超時(shí)，則立即發(fā)送一個(gè)ACK幀第三章第三章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)與與應(yīng)應(yīng)用用五、常用的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議五、常用的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議分類數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議分類 面向字符的鏈路層協(xié)議面向字符的鏈

24、路層協(xié)議 ISO的的IS1745，基本型傳輸控制規(guī)程及其擴(kuò)充部，基本型傳輸控制規(guī)程及其擴(kuò)充部分分BM和和XBM） IBM的二進(jìn)制同步通信規(guī)程的二進(jìn)制同步通信規(guī)程BSC） DEC的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信報(bào)文協(xié)議的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信報(bào)文協(xié)議DDCMP） PPP第三章第三章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)與與應(yīng)應(yīng)用用p 面向比特的鏈路層協(xié)議面向比特的鏈路層協(xié)議p IBM的的SNA使用的數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議使用的數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議SDLCSynchronous Data Link Control protocol）；）；p ANSI修改修改SDLC，提出，提出ADCCPAdvanced Data Communicatio

25、n Control Procedure）；）；p ISO修改修改SDLC，提出，提出HDLCHigh-level Data Link Control）；）；p CCITT修改修改HDLC，提出，提出LAPLink Access Procedure作為作為X.25網(wǎng)絡(luò)接口標(biāo)準(zhǔn)的一部分，網(wǎng)絡(luò)接口標(biāo)準(zhǔn)的一部分，后來改為后來改為LAPB。第三章第三章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)與與應(yīng)應(yīng)用用1） 高級數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程高級數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程HDLC 1976年，年，ISO提出提出HDLCHigh-level Data Link Control） HDLC的組成的組成幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu)規(guī)程元素規(guī)程元素

26、規(guī)程類型規(guī)程類型 使用使用HDLC的語法可以定義多種具有不同操作特的語法可以定義多種具有不同操作特點(diǎn)的鏈路層協(xié)議。點(diǎn)的鏈路層協(xié)議。 HDLC的適用范圍的適用范圍計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī) 計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī) 終端終端終端終端 終端終端第三章第三章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)與與應(yīng)應(yīng)用用p HDLC的基本操作模式的基本操作模式p 正規(guī)響應(yīng)模式正規(guī)響應(yīng)模式 NRMNormal Response Mode）p適用于點(diǎn)點(diǎn)式和多點(diǎn)式兩種非平衡構(gòu)型。只有當(dāng)主適用于點(diǎn)點(diǎn)式和多點(diǎn)式兩種非平衡構(gòu)型。只有當(dāng)主站向次站發(fā)出探詢后，次站才能獲得傳輸幀的許可。站向次站發(fā)出探詢后，次站才能獲得傳輸幀的許可。p 異步

27、響應(yīng)模式異步響應(yīng)模式 ARMAsynchronous Response Mode）p適用于點(diǎn)點(diǎn)式非平衡構(gòu)型和主站次站式平衡構(gòu)型。適用于點(diǎn)點(diǎn)式非平衡構(gòu)型和主站次站式平衡構(gòu)型。次站可以隨時(shí)傳輸幀，不必等待主站的探詢。次站可以隨時(shí)傳輸幀，不必等待主站的探詢。p 異步平衡模式異步平衡模式 ABMAsynchronous Balanced Mode）p適用于通信雙方都是組合站的平衡構(gòu)型，也采用異步適用于通信雙方都是組合站的平衡構(gòu)型，也采用異步響應(yīng)，雙方具有同等能力。響應(yīng)，雙方具有同等能力。第三章第三章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)與與應(yīng)應(yīng)用用HDLC的幀格式888=016801111110地

28、址控制數(shù)據(jù)校驗(yàn)和01111110幀標(biāo)志序列即01111110，作為幀的分隔標(biāo)志，如線路空閑，則用標(biāo)志序列填充，用位插入方法實(shí)現(xiàn)透明傳輸?shù)刂酚蛟诳偩€型多終端情況下，是終端的站號；在點(diǎn)對點(diǎn)的情況下，用來標(biāo)志命令和響應(yīng)控制域定義幀的類型、序號等和其它一些功能數(shù)據(jù)域用戶數(shù)據(jù)，長度任意校驗(yàn)和CRC碼，從地址字段到信息字段 第三章第三章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)與與應(yīng)應(yīng)用用2） 點(diǎn)對點(diǎn)協(xié)議點(diǎn)對點(diǎn)協(xié)議PPP Internet 中的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)其中的路由器R之間是通過點(diǎn)對點(diǎn)來連接的 InternetRRSPCPCPCPCRSPCPCPCPCR第三章第三章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)與

29、與應(yīng)應(yīng)用用普通家庭用戶接入InternetInternetRSWPCPCServerISPAccess ServerPSTNPCPCMM遠(yuǎn)程家庭用戶通過撥號與遠(yuǎn)程家庭用戶通過撥號與ISP聯(lián)接聯(lián)接 第三章第三章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)與與應(yīng)應(yīng)用用p PPP是Internet標(biāo)準(zhǔn)RFC1661 1662 1663） 處理錯(cuò)誤監(jiān)測處理錯(cuò)誤監(jiān)測 支持多種協(xié)議支持多種協(xié)議IPIP、IPXIPX、DECnetDECnet等）等） 連接時(shí)允許協(xié)商連接時(shí)允許協(xié)商IPIP地址，允許動(dòng)態(tài)分配地址，允許動(dòng)態(tài)分配 允許身份認(rèn)證允許身份認(rèn)證 提供差錯(cuò)校驗(yàn)提供差錯(cuò)校驗(yàn) 以幀為單位發(fā)送，而不是原始以幀為單位發(fā)送，而不是原始IPIP包；包；第三章第三章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)與與應(yīng)應(yīng)用用p 點(diǎn)到點(diǎn)協(xié)議 PPP 包括兩部分p 鏈路控制協(xié)議LCPLink Control Protocol）p可使用多種物理層服務(wù)：modem，HDLC串線，SDH/SONET等p 網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議NCPNetwork Control Protocol）p可支持多種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議p 幀格式與HDLC相似，區(qū)別在于PPP是面向字符的，采用字符填充技術(shù)第三章第三章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)與與應(yīng)應(yīng)用用p PPP的幀格式的幀格式 PPP的幀格式類似于HDLC，但