数据链路层协议及编程方法.ppt

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1、计算机网络技术教程—自顶向下的分析与设计方法吴功宜吴英编著1第7章数据链路层协议及编程方法23主要内容7.1数据链路层的基本概念7.1.1物理线路与数据链路物理线路与数据链路的关系47.1.2数据链路层的主要功能链路管理帧同步流量控制差错控制透明传输寻址57.1.3数据链路层向网络层提供的服务设立数据链路层的主要目的是将存在数据传输差错的物理线路变为对于网络层来说是无差错的数据链路；数据链路层提供：链路管理、帧传输、流量控制、差错控制等功能；数据链路层为网络层提供的服务表现在：正确传输网络层的用户数据；向网络层屏蔽物理层采用传输技术的差异性。67.2差错产生与差错控制方法7

2、.2.1设计数据链路层的原因7.2.2差错产生的原因与类型77.2.3误码率的定义误码率是指二进制比特序列在数据传输系统中被传错的概率；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。8理解误码率的定义应该注意的几个问题：误码率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就越好，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位，需要折合成二进制位来计算；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位数越大，才会越接近真正

3、的误码率值。97.2.4检错码与纠错码差错控制—在通信过程中能够自动检测出错误并进行纠正的方法；差错控制有两种基本的方案：纠错码：为每个分组加上足够多的冗余信息，接收方能发现并自动纠正传输差错；检错码：为每个分组加上一定的冗余信息，接收方能发现传输差错，但是自己不能纠正，必须通过重发机制来解决。107.2.5循环冗余编码工作原理CRC检错方法的工作原理是：在发送方，将发送数据作为一个多项式f(x)的系数，用双方预先约定的生产多项式G(x)去除，求得一个余数多项式。将余数多项式加到数据多项式后发送到接收方。在接收方，用同样的生成多项式G(x)去除接收数据多项式f’(x)，得到

4、计算的余数多项式。如果计算的余数多项式与接收的余数多项式相同，表示传输无差错；否则，表示传输有错，由发送方重发数据，直至正确为止。117.2.5循环冗余编码工作原理12标准的CRC生成多项式：CRC-12G(x)=x12+x11+x3+x2+x+1CRC-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+113CRC校验的工作过程发送方生成数据多项式f(x)·xK，其中K为生成多项式的最高幂N值减1；将f(x)·xK

5、除以生成多项式G（x），得f(x)·xK/G(x)=Q(x)+R(x)/G(x)。其中，式中R(x)为余数多项式；将f(x)·xK+R(x)作为整体，从发送方通过通信信道传送到接收方；接收方对多项式f′(x)采用同样的运算，f′(x)·xK/G(x)=Q(x)+R′(x)/G(x)，求得余数多项式R′(x)；根据计算余数多项式R′(x)是否等于接收余数多项式R(x)判断是否出现错误。14CRC检错方法的特点CRC校验码的检错能力很强，它除了能检查出离散错，还能检查出突发错；CRC校验码具有以下检错能力：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；C

6、RC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。157.2.6差错控制机制反馈重发（ARQ）纠错：收发双方在发现传输错误时，采用反馈和重发的方法来纠正错误；反馈重发纠错的实现机制：167.3面向字符型数据链路层协议7.3.1数据链路层协议的分类面向字符型面向比特型7.3.2面向字符型数据链路层协议利用已定义好的一种标准字编码（如ACSII码）的一个子集来执行通信控制功能；典型的面向字符型数据链路层协议是二进制同步通信（BSC）协议。17面向字符型协议的两个明显的缺点

7、：一是使用不同字符集的计算机很难利用面向字符型协议来通信；二是控制字符的编码不能在用户数据字段中出现。数据不能“透明”传输可以采用转义字符解决。18面向字符型协议实例—BSC协议BSC协议中使用的控制字符19控制字符功能SOH（StartofHead）报头开始STX（StartofText）正文开始ETX（EndofText）正文结束EOT（EndofTransmission）传输结束ENQ（Enquiry）询问对方，并要求回答ACK（Acknowledge）肯定应答NAK（NegativeAcknowledge）