点对点信道的数据链路层

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1、第4章点对点信道的数据链路层数据链路层基本概念数据链路层三个基本问题PPP协议HDLC协议数据链路层的简单模型局域网广域网主机H1主机H2路由器R1路由器R2路由器R3电话网局域网主机H1向H2发送数据链路层应用层运输层网络层物理层链路层应用层运输层网络层物理层链路层网络层物理层链路层网络层物理层链路层网络层物理层R1R2R3H1H2从层次上来看数据的流动数据链路层的简单模型(续）局域网广域网主机H1主机H2路由器R1路由器R2路由器R3电话网局域网主机H1向H2发送数据链路层应用层运输层网络层物理层链路层应用层运输层网络层物理层链路层网络层物理层链路层网络层物理层链路层网络

2、层物理层R1R2R3H1H2仅从数据链路层观察帧的流动数据链路层的协议数据单元——帧。数据链路层的任务就是把网络层交下来的数据发送到链路上，以及把接收到的帧中的数据取出并上交给网络层。在因特网中，网络层协议数据单元就是IP数据报（或简称为数据报、分组或包）。数据链路层功能数据链路层最主要的功能可归结为以下几点。（1）结点A的数据链路层把网络层交下来的IP数据报封装成帧。（2）结点A把封装好的帧发送给结点B的数据链路层。（3）若结点B的数据链路层收到的帧无差错，则从收到的帧中提取出IP数据报上交给上面的网络层；否则丢弃这个帧。图4-3数据链路层的通信模型4.1.2链路和数据链路

3、所谓链路(link)就是从一个结点到相邻结点的一段物理线路，而中间没有任何其他的交换结点。在进行数据通信时，两个计算机之间的通信路径往往要经过许多段这样的链路。可见，链路只是一条路径的组成部分。数据链路(datalink)则是另一个概念。当需要在一条线路上传送数据时，除了必须有一条物理线路外，还必须有一些必要的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。最常用的方法是使用网络适配器（拨号上网使用拨号适配器，通过以太网上网使用局域网适配器）来实现这些协议的硬件和软件。也有人采用另外的术语。这就是把链路分为物理链路和逻辑链路。物理链路就

4、是我们讨论的链路，而逻辑链路就是数据链路，是物理链路加上必要的通信协议。早期的数据通信协议曾叫做通信规程(procedure)。因此，在数据链路层，规程和协议是同义语。对数据链路层理解1）以帧为数据单位的2）数据帧在不同的网络中传输时，数据链路层要在数据帧中的头部加入一个控制信息(DH)，其中包含了源节点和目的节点的地址，这个地址也被称为物理地址（如下图所示）：（3数据链路层对发送数据帧的速率必须进行流量控制，以免数据丢失（4数据链路层通过尾部控制信息(DT)进行差错控制，检测出错或重复的数据帧，并对错误的帧进行纠错或重发（5）数据链路层进行接入控制，确定在某一时间内该由哪一

5、个节点发送数据4.2数据链路层三个基本问题数据链路层发送方应当让接收方数据链路层知道，所发送的帧是从什么地方开始到什么地方结束，这是帧定界问题。传送的数据比特组合必须是不受限制。数据链层协议不能禁止传送某种比特组合。这就是透明传输问题。数据链路层必须有差错检测功能。4.2.1帧定界帧定界(framing)就是确定帧的界限。每一种链路层协议都规定了帧的数据部分的长度上限——最大传送单元MTU(MaximumTransferUnit)。图4-4用帧首部和帧尾部进行帧定界图4-5用控制字符进行帧定界的方法举例帧首部和尾部首部和尾部作用：除帧定界外，还包括其他一些控制信息。发送帧时，

6、是从帧首部开始发送。各种数据链路层协议都对帧的首部和尾部都有明确规定。为提高帧传送效率，应当使帧的数据部分长度尽可能地大于首部和尾部的长度，但每一种链路层协议都规定了帧数据部分长度上限。这种上限称为最大传送单元MTU。帧定界符数据是由可打印ASCII码组成文本时，帧定界可使用特殊的帧定界符。ASCII码有128个不同的ASCII码，其中可打印的有95个，不可打印的有33个。ASCII控制字符SOH表示帧首部开始，EOT表示帧的结束。注意SOH的ASCII码为01，而EOT的ASCII码为04。EOT和SOH不是E、O、T和S、O、H字母组合。帧定界作用异步传送时，可以确定一个

7、帧的开始和结束。同步传送时，发送方连续地发送数据帧。接收方借助于帧定界符从连续地比特流中找出每一帧的开始和结束位置。短暂出故障情况下，又重新发送情况下，接收方根据帧定界符确定是否接收还是丢弃。4.2.2透明传输由于帧的开始和结束标记是使用专门指明的控制字符，因此，所传输的数据中任何一个字符不允许和用做帧定界的控制字符一样，否则会出现帧定界错误。当传送的帧是用文本文件组成帧时，其数据部分不会出现像SOH或EOT这样的帧定界控制字符。不管键盘上输入什么字符都可以在帧中传送过去。因此这样传输就是透明传输。当传