结合帧结构详述数据：链路层怎么实现可靠、有效的通信

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1、结合帧结构详述数据链路层怎么实现可靠、有效的通信姓名：梁安学号：13010110014摘要数据链路层是OSI参考模型中的第二层，介乎于物理层和网络层之间。数据链路层在物理层提供的服务的基础上向网络层提供服务，其最基本的服务是将源自网络层来的数据可靠地传输到相邻节点的目标机网络层。为达到这一目的，数据链路必须具备一系列相应的功能，主要有：如何将数据组合成数据块，在数据链路层中称这种数据块为帧（frame），帧是数据链路层的传送单位；如何控制帧在物理信道上的传输，包括如何处理传输差错，如何调节发送速率以

2、使与接收方相匹配；以及在两个网络实体之间提供数据链路通路的建立、维持和释放的管理。为了形成一条可靠的业务通道为上层提供可靠的服务，那么需要解决的有以下两个问题：1、解决如何标识高层送下来的数据块（分组）的起始位置；2、如何发现传输中的比特错误并解决这些错误。因此，我们提供了链路层的组帧技术和链路层的差错控制技术来实现可靠、有效的传输。关键字：链路层、帧、无差错传输一、链路层的组帧技术数据链路层需要将位组合成帧，并使帧之间是可识别的。在数据链路层中，通过添加发送放地址和接收方地址，成帧将一条从源端到目

3、的端的报文分离开来，或者将到不同目的端的报文分离开来。目的方地址定义了分组要去的地方，而发送方地址帮助接收方确认接收。1、帧可以分为固定长度成帧和可变长度成帧：1.1固定长度成帧不需要定义帧的边界，长度本身可以用作分隔符，这种成帧类型的一个例子就是ATM广域网，它使用称为信元的固定长度帧。1.2可变长度成帧可变长度成帧通过在帧的开头和结尾添加标记来一个帧与下一个帧分离开来，主要有面向字符的方式和面向位的方式。2、组帧技术可以分为面向字符协议和面向位协议：2.1面向字符协议面向字符协议通过在帧的开头和

4、结尾增加8位（1个字节）的标记，编辑由与协议相关的特殊字符组合而成，标明一个帧的开始和结束。下面说明了在面向字符协议中帧的格式。那如果数据内容中包含了和标记一样的字节，怎么办呢?那就要使用转移字符（ESCcharacter），这个转移字符可以自己定义。下图就是一个包含了ESC字符的帧的处理过程。那如果数据内容里本身要包含ESC字符，怎么办呢？请看下图：2.2面向位协议面向位的协议其实和面向字符协议原理差不多，只是标记可能不再是8位（1个字符）。而在数据中不再使用ESC字符，如果数据中出现和标记一样的

5、位，则修改数据的内容，使其和标记不一致，请看下图，图中假设帧的开始和结尾标记为01111110。这样，由于物理层是为链路层提供的一组虚拟的比特通道，上面界介绍的组帧技术可以在这样的比特管道中形成一条可靠的义务通道为上层提供可靠的服务：解决了如何标识高层送下来的数据块（分组）的起始位置。二、链路层的差错控制技术链路层的差错控制技术解决了如何发现传输中的比特错误并解决这些错误。在计算机通信中，人们提出一种方法，那就是在通信信道传输比特流过程中产生差错时，能够自动检测出错误，并进行纠正。人们把这种方法叫做

6、差错检测与校正，简称为差错控制。差错控制的主要目的是减少通信信道的传输错误，目前还不可能做到检测和校正所有的差错。人们在设计差错控制方法时提出了以下两种策略：1、采用纠错码方案时，需要让每个传输的分组带上足够多的冗余信息，以便在接收端能发现并自动纠正传输差错——海明码、正反码。2、采用检错码方案时，需要让分组带上一定的冗余信息，根据这些冗余信息，接收端可以发现出现了差错，但不能确定是哪一个或哪一些位是错误的，并且自己不能纠正传输差错。——奇偶检验码、循环冗余编码（cyclicredundancyco

7、de,CRC).纠错码方法虽然有优越之处，但实现困难，在一般的通信场合不易采用。检错码方法虽然需要通过重传机制达到纠错的目的，但原理简单，实现容易，编码与解码速度快，目前正得到广泛的使用。1.奇偶校验码2、循环冗余码（CRC码，多项式编码）110001，表示成多项式x5+x4+1——f(x)差错控制机制由于帧在传输过程中可能发生错误，就需要用差错控制机制来检测和纠正错误。出错的典型情况如下：其一是帧的丢失，例如突发性噪声会严重地破坏帧，使它不能到达目的地。其二是帧虽然到达目的地，但其内容已遭破坏。差

8、错控制涉及以下几个方面：差错检测——检错码/纠错码正响应——目的站对于成功到达且无错误的帧发回一个正响应超时重传——对于在预定时间内没有发回响应的帧，发送站要重新发送这一帧；负响应并重传——目的站对出错的帧发回一个负响应，发送站重新传送这些帧。以上几方面概括起来可称为自动重请求（ARQ），采用ARQ后，使原本不可靠的数据链路变成可靠。ARQ大致有下列三种标准：停等ARQ；回退N（GO-BACK-N）ARQ；选择重发（SELECTIVE-REJECT）ARQ。以上三种机