第4章数据链路层ppt课件.ppt
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1、第4章 数据链路层,计算机网络第4章 数据链路层,2,本章学习要求:,了解:数据传输过程中差错产生的原因与性质。 掌握:误码率的定义与差错控制方法。 掌握:数据链路层的基本概念。 了解:面向字符型数据链路层协议实例BSC。 掌握:面向比特型数据链路层协议实例 HDLC。 掌握:Internet中的数据链路层协议。,计算机网络第4章 数据链路层,3,4.1 差错产生与差错控制方法 4.1.1 为什么要设计数据链路层,在原始物理传输线路上传输数据信号是有差错的; 设计数据链路层的主要目的: 将有差错的物理线路改进成无差错的数据链路; 方法 差错检测 差错控制 流量控制 作用:改善数据传输质量,向网
2、络层提供高质量的服务。,计算机网络第4章 数据链路层,4,4.1.2 差错产生的原因和差错类型,传输差错 通过通信信道后接收的数据与发送数据 不一致的现象; 差错控制 检查是否出现差错以及如何纠正差错; 通信信道的噪声分为两类:热噪声和冲击噪声; 由热噪声引起的差错是随机差错,或随机错; 冲击噪声引起的差错是突发差错,或突发错; 引起突发差错的位长称为突发长度; 在通信过程中产生的传输差错,是由随机差错与突发差错共同构成的。,计算机网络第4章 数据链路层,5,传输差错 产生过程,计算机网络第4章 数据链路层,6,4.1.3 误码率的定义 误码率定义:,二进制比特在数据传输系统中被传错的概率,
3、它在数值上近似等于: Pe = Ne/N 其中,N为传输的二进制比特总数; Ne为被传错的比特数。,计算机网络第4章 数据链路层,7,讨论,误码率应该是衡量数据传输系统正常工作状态下传输可靠性的参数; 对于一个实际的数据传输系统,不能笼统地说误码率越低越好,要根据实际传输要求提出误码率要求; 对于实际数据传输系统,如果传输的不是二进制比特,要折合成二进制比特来计算; 差错的出现具有随机性,在实际测量一个数据传输系统时,只有被测量的传输二进制比特数越大,才会越接近于真正的误码率值。,计算机网络第4章 数据链路层,8,4.1.4 检错码与纠错码,纠错码: 每个传输的分组带上足够的冗余信息; 接收端
4、能发现并自动纠正传输差错。 检错码: 分组仅包含足以使接收端发现差错的冗余信息; 接收端能发现出错,但不能确定哪一比特是错的,并且自己不能纠正传输差错。,计算机网络第4章 数据链路层,9,常用的检错码,奇偶校验码 垂直奇(偶)校验 水平奇(偶)校验水平 垂直奇(偶)校验(方阵码) 循环冗余编码CRC 目前应用最广的检错码编码方法之一,计算机网络第4章 数据链路层,10,4.1.5 循环冗余编码工作原理,计算机网络第4章 数据链路层,11,举例:,计算机网络第4章 数据链路层,12,标准CRC生成多项式G(x),CRC-12 G(x)= x12+x11+x3+x2+x+1 CRC-16 G(x)
5、= x16+x15+x2+1 CRC-CCITT G(x)= x16+x12+x5+1 CRC-32 G(x)= x32+x26+x23+x22+x16+x12+x11+ x10 +x8+x7+x5+x4 + x2+x+1,计算机网络第4章 数据链路层,13,CRC校验码的检错能力,CRC校验码能检查出全部单个错; CRC校验码能检查出全部离散的二位错; CRC校验码能检查出全部奇数个错; CRC校验码能检查出全部长度小于或等于K位的突发错; CRC校验码能以1-(1/2)K-1的概率检查出长度为(K+1)位的突发错; 如果K=16,则该CRC校验码能全部检查出小于或等于16 位的所有的突发差
6、错,并能以1-(1/2)16-1=99.997的概率检查出长度为17位的突发错,漏检概率为0.003%;,计算机网络第4章 数据链路层,14,4.1.6 差错控制机制,反馈重发机制,计算机网络第4章 数据链路层,15,反馈重发机制的分类,停止等待方式,计算机网络第4章 数据链路层,16,连续工作方式,拉回方式 选择重发方式,计算机网络第4章 数据链路层,17,4.2 数据链路层的基本概念 4.2.1 物理线路与数据链路,线路 链路 物理线路 数据链路,计算机网络第4章 数据链路层,18,4.2.2 数据链路控制,链路管理 帧同步 流量控制 差错控制 帧的透明传输 寻址 数据链路层协议 为实现数
7、据链路控制功能而 制定的规程或协议。,计算机网络第4章 数据链路层,19,4.2.3 数据链路层向网络层提供的服务,数据链路层服务的类型: 面向连接确认服务(acknowledged connection-oriented service); 无连接确认服务(acknowladged connectionless service); 无连接不确认服务(unacknowledged connectionless service)。,计算机网络第4章 数据链路层,20,实际数据路径 与虚拟数据路径,计算机网络第4章 数据链路层,21,4.3 面向字符型数据链路层协议实例:BSC 4.3.1 数据链
8、路层协议的分类,计算机网络第4章 数据链路层,22,4.3.2 面向字符型协议实例:BSC,什么是面向字符型协议? 以字符为控制传输信息的基本单元 ASIIC码: 格式字符:SOH(start of heading) STX(start of text) ETB(end of transmission block) ETX(end of text) 控制字符:ACK(acknowledge) NAK(negative acknowledge) ENQ(enquire) EOT(end of transmission) SYN(synchrous) DLE(data link escape),计
9、算机网络第4章 数据链路层,23,面向字符型BSC协议的数据报文格式,计算机网络第4章 数据链路层,24,建立、维护 与释放数据 链路流程图,计算机网络第4章 数据链路层,25,4.4 典型数据链路层协议分析 面向比特型 4.4.1 HDLC产生的背景,面向字符型数据链路层协议的缺点: 报文格式不一样; 传输透明性不好; 等待发送方式,传输效率低。 面向比特型协议的设计目标: 以比特作为传输控制信息的基本单元; 数据帧与控制 帧格式相同; 传输透明性好; 连续发送,传输效率高。,计算机网络第4章 数据链路层,26,4.4.2 数据链路的配置和数据传送方式,数据链路的配置 非平衡配置 平衡配置
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