第4章数据链路层.ppt
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1、第4章 数据链路层,2005年8月 计算机系网络教研室 田华,学习目标,了解 1数据链路层概述 帧的定界方法 2 HDLC HDLC的中英文名称 链路非平衡、平衡工作控制模式 主站、从站、复合站的概念 HDLC帧的组成部分,各组成部分的功能和使用 3 PPP PPP的中英文名称 PPP的功能和使用 PPP的帧格式和工作过程 4 网桥的概念,理解 1 数据链路层概述 数据链路层功能 数据链路的概念 帧的概念 2 差错控制实现 停止等待协议 连续ARQ协议工作原理 3 流量控制 窗口技术工作原理 HDLC HDLC通信过程,数据链路层概述,物理层 链路 任何相邻节点间 点到点的物理线路 节点间没有
2、其他任何节点存在(因此数据肯定是顺序发送和接收的) 数据链路 物理线路+通信控制规程(差错/流量等),链路,差错控制 等处理电路,差错控制 等处理电路,数据链路,帧与报文,报文 用户传输的数据。 帧 发送端和接收端之间通过链路传送的一个完整的信息组的信息单位。,帧,起始标志,接收站标识,控制段,帧校验序列,数据,帧,数据链路层的目的,在网络实体间提供功能和手段: 建立 维持 释放 传输数据链路服务数据单元 在物理连接上建立数据链路连接,数据链路连接,链路层为网络层提供的服务,数据链路连接 无应答、无连接服务 有应答、无连接服务 正向应答 双向应答 负向应答 面向连接服务 有链路建立、数据帧传送
3、、拆除链路的阶段 也就是双方在通信前后要进行协商,都准备好的情况下才进行通信。,和网络层交换数据 接收本地网络层递交的数据 将接收的数据提交给网络层 提供数据链路端点标识符,即地址 在将报文分帧的情况下保证帧的顺序 差错检测、纠正、报告 流量控制 发送/接收端数据速率相同 服务质量参数商定,链路层的功能,链路管理 发送/接收是否准备好 定界与同步 帧何处起始、何处中止 字符计数 首尾分界字符 首尾分界标志序列 物理编码违例 流量控制 发送和接收之间协调。 *不是保证物理层的通信线路速率相同,而是发送/接收端链路层处理能力协调。,差错控制 差错控制编码 透明传输 能正确区分控制信息和数据 寻址
4、多点连接时如何确定发送/接收端,数据链路控制规程种类,面向字符 数据和控制信息都被编码成字符(例如ASCII),使用特定的字符表示控制信息来和数据区分。 面向比特,面向字符的链路控制规程,4.2停等协议,4.2停等协议算法,发送方,vs=0,data=get_host(),data_s= vs+data+CRC,Send(data_s),Call time_out(),data_r=receive(),(data_r=null) and (time_out()=0),发送序号初始化,取得上层数据data,数据帧编码,发送数据帧,启动超时计数器,接收数据帧,判断数据帧 否为空 并且 超时计数是否
5、还未溢出,vs=vs+1,yes,no,yes,yes,no,判断是否 收到确认信息,判断对方是否 要求重发,yes,判断是否已经超时,no,4.2停等协议算法,接收方,vr=0,data_r=receive(),(data_r=null),yes,CRC(data_r),send(ACK),send(NAK) data_r=null,ns!=vr,data_r=null,(data_r!=null),send_host(data_r),vr=vr+1,yes,yes,yes,no,no,no,4.2停等协议特点,优点:简单 在数据帧当中只需设置一个序号,表示当前帧的序号 在发送/接收端只需要
6、1个计数器 发送缓冲区中只需要保存1帧数据 缺点:等待时间长 只有收到确认信息后才能发送下一帧,4.3连续ARQ协议,4.3连续ARQ算法,vs_n=0, vs_buff=8,vs_c=5 buff_s()=0, vs_ack=0,发送序号初始化, 发送缓冲区大小初始化,发送窗口初始化 发送缓冲区初始化, 应答序号初始化。,buff_s(vs_n)=get_host(),从上层获取数据, 写入发送缓冲区当前位置,data_s=vs+buff_s(vs_n)+CRC,组装发送帧编码,send(data_s) vs_n=(vs_n+1) mod 8,(vs_nvs_c) and (vs_ack(v
7、s_n-1),判断是否发送缓冲区已满, 而还未收到应答帧,发送帧,并将 发送序号加1,vs_n = vs_ack,Call time_out(),data_r=receive() vs_ack=data_r(ACKm),data_r=receive() vs_ack=data_r(ACKm),yes,no,no,yes,发送方,接收帧,取得接收方希望接收的帧编号,4.3连续ARQ算法,vr=0,data_r=receive(),(data_r=null),yes,CRC(data_r),send(ACK,vr+1),send(NAK) data_r=null,ns!=vr,data_r=nul
8、l,(data_r!=null),send_host(data_r) vr=(vr+1) mod 8,yes,yes,yes,no,no,no,连续ARQ的特点,优点: 不需要等待每一帧的确认信息 缺点: 需要在发送方保存多帧信息,所需缓存大。 重传的方式 回退N步重传 出错帧后所有帧也需要重传。 网络开销大。 选择重传 只重传出错帧。 需要接收端保存多帧,等待出错帧重传后组装。,4.4流量控制,窗口机制 连续ARQ ARQ Wt =1 Wr =1 回退n步ARQ 1 Wr,数据链路控制规程举例,局域网内常用的链路层规程 IEEE802 广域网上的数据链路层协议 HDLC PPP(拨号连接网络
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