计算机网络与通信 第2版 教学课件 作者 申普兵 第4章 数据链路层.ppt

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1、计算机网络与通信2第四章　数据链路层数据链路层的基本概念自动重传请求协议（ARQ）数据链路层协议示例重点：ARQ协议HDLC及PPP3数据链路层概述数据链路层的基本概念数据链路层是将物理层传输原始比特流的可能出差错的物理链路改造成为逻辑上无差错的数据链路。数据链路就如同一条可以在其中传输信息的数字管道。在物理链路采用多路复用技术时，一条物理链路可以构成多条数据链路。从而大大提高了链路的利用率。4数据链路层的基本概念物理链路：一条无源的点到点的物理线路段，中间没有任何其他的交换结点。数据链路：在物理链路上加上必要的通信协议，并把实现

2、这些协议的硬件和软件加到链路上，就构成了数据链路。数据链路层的作用就是在相邻节点之间无差错的传输数据帧。5帧、分组与报文帧、分组与报文都是数据传输的基本单位。帧是在OSI参考模型的数据链路层对上层数据单元（网络层分组）添加了头部和尾部后形成的数据单元。分组是在OSI参考模型的网络层上传输的数据单元。报文是由一定位数的二进制代码按一定的规则组成的数据单元。它是要传输的原始数据文件。数据链路层的基本概念6数据链路层的主要功能链路管理：对数据链路的建立、维持和释放实施管理就称为链路管理。帧同步：即确定帧的边界位置。主要有字节记数法、字符

3、填充法、比特填充法、违例编码法。差错控制：对数据帧在传输过程中出现的差错进行控制和补救。主要有检错重发法、前向纠错法、反馈检验法。流量控制：限制发送端发送数据速率的措施。7透明传输：是指不管链路上传输的是何种形式的比特组合，都不会影响数据传输的正常进行。将数据和控制信息区分开来：一个完整的帧由数据部分和控制信息两部分组成，接收方一定要有相应的措施将数据部分和控制信息部分区分开来。寻址：在数据交换中，发送方能够知道将每一帧发送到什么地方。接收方收也应该知道收到的每一个帧是从什么地方发来的。数据链路层的主要功能8第四章　数据链路层数据

4、链路层的基本概念自动重传请求协议（ARQ）数据链路层协议示例9停等协议理想的数据链路层传输只需要两个假设即可实现：数据传输完全可靠，不会出错也不会丢失。发方无论以什么样的速率发送，收方总来得及收下，并及时上交主机。即接收缓存的容量为无限大；接收端向主机交付数据的速率永远不低于发送端发送数据的速率。10停等协议保留第一个假定，即链路是理想的传输信道，所传送的数据既不会出错也不会丢失。改进第二个假定，即接收方缓存容量有限，要求主机A每发送一帧则停下来等待，主机B收到后向主机A反馈一个“收到”信息，主机A继续发送下一帧。也就是说由接收方

5、控制发送方的数据流。这就形成了具有简单的流量控制功能的停等协议。DATAABDATADATADATA时间送上层送上层送上层送上层A时间DATABDATA送上层送上层理想的数据链路层传输具有最简单的流量控制的数据链路层传输12停等协议如果第一个假定也不存在，即链路不可靠，既会使数据出错，也会丢失数据。情况又会怎样呢？这就形成了实用的停等协议，即：既具有差错控制功能，又具有简单流量控制功能的可以实用化的停等协议。停等协议数据帧出错DATA0BDATA0送主机BANAKACK出错重传DATA0BDATA1AACKACK正常情况时间送主机

6、B送上层BDATA0送上层AACK重传tout数据帧丢失DATA0丢失DATA0BDATA0送上层AACK重传toutACK丢失丢弃确认帧丢失15总结数据传输过程可能会出现以下几种情况：正确传输和接收：ACK应答，发方发下一帧。数据帧校验错误：NAK应答，发方重发该帧。帧丢失：会出现死等现象。为防止死等，发方应设超时计时器。ACK帧丢失：会出现收重复帧现象。为区分重复帧，需要给数据帧编号。停等协议停等协议特点：控制比较简单，实现比较容易。信道的利用率不高。16ARQ协议连续ARQ协议工作原理允许一次连续发送若干个数据帧。如果这时收

7、到确认帧，还可以接着发送数据帧。01234123401234123NAK1ACK0ACK1ACK2送主机送主机出错丢弃重传发送端接收端tout退回N个帧18注意：接收端只按序接收数据帧。发送完每一个数据帧时都要设置超时计时器。连续ARQ又称为Go-back-NARQ，意思是当出现差错必须重传时，要向回走N个帧，从出现差错的帧开始重传。若传输信道的误码率较大时，连续ARQ协议不一定优于停止等待协议。连续ARQ协议19滑动窗口的概念在连续ARQ议中，滑动窗口是用来限制已发送出去但未被确认的数据帧的数目。这就要在发送端和接收端分别设定发

8、送窗口和接收窗口。发送窗口用来对发送端进行流量控制，发送窗口的大小WT代表在还没有收到对方确认信息的情况下发送端最多可以发送多少个数据帧。接收窗口是控制可以接收哪些数据帧而不可以接收哪些帧，接收窗口用WR表示。在接收端只有当收到的数据帧的序号落入接