第6章 数据链路层ppt课件.ppt

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1、第六章数据链路层本章知识点数据链路层的功能帧和成帧的方法流量控制、停等协议和滑动窗口协议差错控制、停等ARQ、连续ARQBSC协议HDLC协议PPP协议概述数据链路层为网络层服务，在相邻节点间传递网络层分组。概述数据链路层接收网络层分组，添加首部和尾部后，形成帧。帧是数据链路层的传输单元。当源主机和目的主机在同一个物理网络中时，网络层分组被封装一次就可以到达目的地。当源主机和目的主机之间间隔其他网络时，网络层分组需要被封装多次，才能到达目的地。概述链路和数据链路链路指的是一条无源的点对点的物理路线，中间没有任何结点，链路也称数据电路、物理链路。物理链路是数据传递的物理基础，数据要转换

2、成电磁信号在链路上传递。物理链路和它上面运行的链路层协议一起组成了数据链路。链路可以分为两大类：点对点链路和共享链路。数据链路层的主要功能数据链路管理成帧流量控制差错控制成帧收到网络层的数据后，数据链路层要数据前面填加一个首部，通常还会在数据后面填加一个尾部，将数据封装起来，形成帧。帧是数据链路层的传输单位。帧同步接收方的数据链路层要能从收到的一长串0、1比特中要能识别帧的开始和结束，区分出一个一个的帧，这称为帧同步。帧同步的方法字节计数法使用字符填充的首尾标记法使用比特填充的首尾标记法物理层编码违例法目前普遍使用的是：使用比特填充的首尾标记法和物理层编码违例法。流量控制为了避免发生

3、接收方缓存溢出，要控制发送方的发送速度，避免其发送速度过快，造成接收方来不及处理而丢失数据的情况发生，这就是流量控制。流量控制的两种基本方法：停止等待和滑动窗口。停止等待发送方每发完一帧后要等待接收方的确认，收到确认后才能发下一帧，如果没有收到确认，发送方必须一直等待。停止等待停止等待的方法很简单，但是效率低。在任何一个时刻，线路上只有一个帧，线路利用率不高，通信链路越长，等待的时间就会越长。滑动窗口在滑动窗口方法中，发送方发送一帧后，可以不必等待接收方确认而继续发送后面的帧，从而提高了链路的利用率。在滑动窗口机制中，需要对帧以模n的方式进行编号，如n＝8，则帧的编号为：0,1,2,

4、3,4,5,6,7,0,1,2,3……..。滑动窗口发送方和接收方都要创建一定的缓存区，用来存放数据帧，称为窗口。发送方的窗口称为发送窗口，存放要发送的数据帧，用来对发送端进行流量控制。发送数据前，发送方要选定发送窗口的大小WT，落在发送窗口内的帧才能发送。发送窗口落在发送窗口内的帧都可以直接发送而不必等待确认。当发送窗口内的帧都发送完毕后，如果确认还没有到，此时发送方必须等待。当收到确认时，发送窗口整体向右移，将原先窗口右侧的帧纳入窗口中，从而可以将这些帧再发送出去。当确认不断到来,发送窗口就不断地向右移动，将新的帧不断地发送出去，实现了流水式的发送。发送窗口的大小如果帧以模n进行

5、编号，那么发送窗口WT最大为n-1。即n等于8时，WT的最大值为7。当WT的值大于7时，就可能会产生错误。确认帧当收到正确的帧后，要给对方发送确认。确认帧用ACK表示，如果收到了0号帧，那么确认是ACK1，这里确认表达的是一种期望，期望收到的下一帧编号为1，隐含的意思是0号帧已经收到了。依次类推，当数据帧以模8编号时，对1号帧的确认为ACK2，2号帧的确认为ACK3,7号帧的确认为ACK0。接收窗口接收窗口中是接收方当前期望接收到的帧。如果收到帧的编号落入接收窗口内，就接收这个帧，并发送确认，否则将其丢弃。接收窗口只有在接收窗口向前滑动时（与此同时也发送了确认），发送窗口才有可能向前

6、滑动，发送后面的数据帧。发送方是受接收方控制的。收发两端的窗口按照以上规律不断地向前滑动，实现了数据的流水发送。差错控制差错控制包括两个方面，一是要检测差错，二是要采取措施补救错误。在数据帧的传输过程中,可能会出现两类错误:一是帧损坏,二是帧丢失。帧损坏数据帧通过通信链路到达接收方的过程中，可能会受到干扰，造成接收到数据帧同发送时的数据帧不一样，这种情况称为帧损坏。数据链路层广泛地采用了CRC冗余校验技术，当CRC检测出错时，就认为该帧已损坏。CRC检测通常用硬件实现。CRC校验举例通信前双方要首先商定一个二进制串P，例如11101。设要发送的信息M＝110将M左移4位（比P的位数少

7、1），得到1100000，然后用P去模2除1100000，得到余数R＝1001CRC校验举例发送方要将R添加到M后面发送过去，即发送的实际数据为1101001。如果发送过程中没有错误，接收方用P对收到的1101001进行模2除，结果应该是0。如果得到的结果不是0，就表明数据传输错误。CRC校验使用位数足够的P，能够使检测不到的差错的概率非常小。目前CRC校验中常用的生成多项式有CRC-16，CRC-CCITT和CRC-32。CRC校验值通常作为帧的尾部添加