第4章：数据链路层

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1、第4章数据链路层2021/9/151计算机网络与通信本章学习要求：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。2021/9/152计算机网络与通信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。2021/9/153计算机网络与通信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。2021/9/154计算机网络与通信传输差错产生过程2021/9/155计算机网络与通信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

3、概率，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。2021/9/156计算机网络与通信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。2021/9/157计算机网络与通信4.1.4检错码与纠错码检错码:分组仅包含足以使接收端发现差

4、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。纠错码：每个传输的分组带上足够的冗余信息；接收端能发现并自动纠正传输差错。2021/9/158计算机网络与通信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一2021/9/159计算机网络与通信4.1.5循环冗余编码工作原理2021/9/1510计算机网络与通信举例：2021/9/1511计算机网络与通信标准CRC生成多项式G（x）CRC-12G（x）=x12+x11+x3+x2+x+1CR

5、C-16G（x）=x16+x15+x2+1CRC-CCITTG（x）=x16+x12+x5+1CRC-32G（x）=x32+x26+x23+x22+x16+x12+x11+x10+x8+x7+x5+x4+x2+x+12021/9/1512计算机网络与通信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

6、位的所有的突发差错，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%；2021/9/1513计算机网络与通信4.1.6差错控制机制反馈重发机制2021/9/1514计算机网络与通信反馈重发机制的分类停止等待方式2021/9/1515计算机网络与通信连续工作方式拉回方式选择重发方式2021/9/1516计算机网络与通信4.2数据链路层的基本概念4.2.1物理线路与数据链路链路：在通信技术中，常用链路这个术语来描述一条点对点的线路段（circuitsegment），线路中间没有任何交换结点，一般指物理线路或物理链路

7、。数据链路：也称为逻辑链路，指链路＋通信协议即：实现数据链路层协议或规程的硬件、软件与物理线路共同构成数据链路（datalink）。如图：2021/9/1517计算机网络与通信2021/9/1518计算机网络与通信4.2.2数据链路层的主要功能数据链路层的功能：通过一些数据链路层协议，在不太可靠的物理链路上实现可靠的数据传输。具体包括：链路管理：数据链路的建立、维持和释放帧同步：接收方能够从接收到的比特流中正确地判断出一帧地开始位与结束位流量控制：发方发送地数据能让收方来得及接收差错控制：使接收端能够发现与纠正传输错误帧的透明传输：将数据和控制信息区分开寻址：每

8、帧能找到接收方，MAC地