计算机网络(数据链路层).ppt

第3章数据链路层3.1数据链路层的基本概念
3.2组帧
3.3差错控制
3.4点对点协议PPP
3.5使用广播信道的数据链路层
3.6以太网的MAC层
3.7扩展的以太网
3.8虚拟局域网链路(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
数据链路(datalink)
除了物理线路外，还必须有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，就构成了数据链路局域网局域网两个主机通信时，应用进程将数据从应用层往下传，经过物理层到达传输线路，到达接收端后，通信线路将数据传到物理层，最后由应用层交给应用进程。
为了分析链路层协议，采用简化的链路层模型
数据链路层以上的各层用一个主机代替；
物理层和通信线路等效成一条简单数据链路；数据链路层8讨论链路层时，常常在两个对等的数据链路层之间画出一个数字管道，而在这条数字管道上传输的数据单位是帧。

物理层间传输的是比特流，物理媒体上传送的是电或光信号，而在链路层上传输的数据帧。基本功能
向网络层提供可靠的、透明的数据传输服务，将源节点的网络层数据可靠地传送到相邻节点的网络层
主要功能描述
链路管理
封装成帧
流量控制
差错控制
将数据和控制信息区分开
透明传输
寻址3.1数据链路层的基本概念
3.2组帧
3.3差错控制
3.4点对点协议PPP
3.5使用广播信道的数据链路层
3.6以太网的MAC层
3.7扩展的以太网
3.8虚拟局域网组帧(framing)就是在一段数据的前后分别添加首部和尾部，这样就构成了一个帧。
目的：使接收方能准确识别帧的边界
首部和尾部的一个重要作用就是进行帧定界帧定界（帧同步）的方法思想
在帧头设置一个长度域，放置该帧的字节数，当收方收到帧后，通过帧的长度，确定帧的开始。
问题
当帧的长度域出错，帧同步完全丢失；
该方法很少单独使用。字节计数法举例思想
使用特殊的ASCII字符（不可打印的控制字符）作为帧的起始和终止定界符。
例如：使用SOH作为开始符，EOT作为结束符。
问题：数据传输不透明
当数据中出现定界符(SOH或EOT)时，如何加以区分是数据还是定界符？
解决：字符填充缺点：使用字符来控制帧的传输，数据传输的单位是字符(8bit的ASCII)，帧的长度是8的倍数；传输任意长度的二进制比特带来不便。思想
使用一个特殊的比特模式01111110作为帧的起始和结束标志。
发送方边发送边检查数据，每连续发送5个“1”后在后面自动插入一个“0”。这样数据中只会连续出现5个“1”，而不会出现定界符。
接收方在收到5个连续的“1”后将后面的“0”删掉而恢复出原始数据。
好处
数据传输的基本单位是比特而不是字符，可用来传输任意长度的二进制比特串，通用性强。零比特的填充与删除比特填充法举例前提
物理介质上使用的信号编码有冗余码字时，使用这些冗余的码字来作为帧的定界。
举例
如曼彻斯特编码或差分曼彻斯特编码中，有效电平是“低－高”或“高－低”，而“低－低”和“高－高”电平没有定义，这种违法编码可以作为帧的边界。3.1数据链路层的基本概念
3.2组帧
3.3差错控制
3.4点对点协议PPP
3.5使用广播信道的数据链路层
3.6以太网的MAC层
3.7扩展的以太网
3.8虚拟局域网差错控制技术：发现差错如何处理？
前向纠错
自动重发请求
如果发送的数据丢失，那么接收端是不可能进行确认的，怎么办呢？
差错编码技术：如何发现差错？
检错码（奇偶校验码、CRC）
纠错码（海明码）
前向纠错（FEC，ForwardErrorCorrect）
即发送方发送能使接收方检错并纠错的冗余位，纠错任务由接收方完成；常采用海明码。
主要应用于没有反向信道或反向传输时间很长的场合
缺点：为纠错附加的冗余码较多，传输效率低
优点：实时性好。自动重发请求（ARQ–AutomaticRepeatreQuest）
即发送方发送能使接收方检错的冗余位，若无差错，则接收方回送一个肯定应答(ACK)；若有差错，则接收方回送一个否定应答(NAK)，要求发送方重发。
缺点：信息传递连贯性差
优点：接收端设备简单，只要请求重发，无需纠正错误。差错编码
差错编码：数据块中插入冗余信息的过程。
思想：判断一个数据块中是否存在传输错误，发送端必须在数据块中插入一些冗余信息，使得数据块中的各个比特建立某种形式的关联，接收端通过验证这种关联关系来判断是否有传输错误。
差错编码策略
检错码：能检测出错误，但不能纠正错误，如CRC
纠错码：能知道错误，且知道错误的位置，如海明码检错码的构造
检错码(码字、传输帧)＝信息位＋冗余校验位
码字长n=K(信息位位数)＋r(校验位位数)
编码效率R＝有效数据位K／码字长n
信息字段和校验字段之间的对应关系
校验字段越长，编码的检错能力越强，编