第三章数据链路层介绍ppt课件.ppt

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1、计算机网络第三章数据链路层主要内容组帧差错检测可靠交付停-等协议滑动窗口协议数据链路层协议举例HDLC协议PPP协议1.组帧使用字符填充的起止标记法使用特殊的字符表示帧的开始与结束。使用字符填充（在特殊字符前加转义字符）解决透明传输问题。该方法依赖于特定的字符编码集，帧长必须是8比特的整倍数，灵活性差，处理开销大。使用比特填充的起止标记法使用一个特殊的比特模式（01111110）作为帧的起始与结束标志。使用比特填充（连续5个1后插入一个0）解决透明传输问题。该方法不依赖于特定的字符编码集，灵活性强，处理简单。违法编码法使用物

2、理层编码中的无效编码表示帧的边界。字符填充示例比特填充示例2.差错检测出错的类型单个错：由随机的信道热噪声引起，一次只影响1位。突发错：由瞬间的脉冲噪声引起，一次影响许多位，用突发长度表示突发错影响的最大数据位数。差错编码的类型检错码：只能检测出传输错误，但无法自行纠正，通常与反馈重传结合起来进行差错恢复。纠错码：能够检测出传输错误并纠正。如何检测与纠正错误？码字（codeword）：由m比特的数据（消息）加上r比特的冗余（校验位）构成。有效编码集：由2m个有效码字组成。检错：当收到的码字为无效码字时检测出错误。海明距离（H

3、ammingDistance）：两个码字的对应位上取值不同的位数。纠错：将收到的无效码字纠正到距其最近的有效码字。检错码与纠错码的能力都是有限的。编码集的检错与纠错能力编码集的海明距离：编码集中任意两个有效码字的海明距离的最小值。检错能力：为检测出d比特错误，编码集的海明距离至少应为d+1；奇偶校验是能够检测出1比特错误的检错码。纠错能力：为纠正d比特错误，编码集的海明距离至少应为2d+1。结论：差错编码的检错/纠错能力与编码集的海明距离有关。海明距离越大，检错／纠错能力就越强；但所需的冗余信息也越多，编码效率就越低。二维奇

4、偶校验对一个k×n比特的信息矩阵的每一行和每一列计算奇偶校验位。循环冗余码（CRC）CRC是一种多项式编码，它将位串看成是某个一元多项式的系数，如1011001看成是一元多项式X6+X4+X3+1的系数。信息多项式M(x)：由m个信息比特为系数构成的多项式。冗余多项式R(x)：由r个冗余比特为系数构成的多项式。码多项式T(x)：在m个信息比特后加上r个冗余比特构成的码字所对应的多项式，表达式为T(x)=xr·M(x)+R(x)。生成多项式G(x)：双方预先确定用来计算R(x)的一个多项式。编码方法：用对应于G(x)的位串去除

5、对应于xr·M(x)的位串，所得的余式即为R(x)，将其附加到信息比特串的后面一起发送。校验方法：用对应于G(x)的位串去除对应于T(x)的位串，若余式为0则认为传输正确，否则认为传输错误。CRC码检错能力强，实现简单快捷，是应用最广泛的检错码。CRC的编码及校验例1：G(X)=X4+X+1，对10110011进行CRC编码。例2：仍取G(X)=X4+X+1，判断收到的位串100101111001是否有错？常见的CRC多项式CRCC(x)CRC-8X8+X2+X1+1CRC-10X10+X9+X5+X4+X1+1CRC-12

6、X12+X11+X3+X2+1CRC-16X16+X15+X2+1CRC-CCITTX16+X12+X5+1CRC-32X32+X26+X23+X22+X16+X12+X11+X10+X8+X7+X5+X4+X2+X1+13.可靠交付差错恢复的两种办法：使用纠错码，由接收端自动纠正错误。使用检错码，采用自动重传请求（ARQ）保证可靠交付。这是数据链路层（及传输层）上最常使用的可靠交付方式。两种ARQ算法：停-等滑动窗口3.1停-等算法基本思想：发送方发完一帧后即停下来等待确认；如果收到一个确认，接着发送下一个帧；如果定时器超

7、时，重发刚才的帧。停-等算法的四种情形。停-等算法的超时值对性能影响很大，必须仔细选择。为区分新帧和重发帧，停-等算法使用一比特的帧序号。停-等算法的四种情形停-等算法的过--发送方1）帧序号初始化为02）从缓冲区中取出一个帧，加上当前帧序号发送。3）等待确认i）收到确认帧，且帧序号与当前维护的帧序号不同，将帧序号加1，从缓冲区中取出一个新的帧，加上当前帧序号发送。ii）收到确认帧，且帧序号与当前维护的帧序号相同，重发当前序号的帧。iii）收到错误的确认帧，重发当前序号的帧。iv）定时器超时，重发当前序号的帧。停-等算法的过

8、程--接收方1）帧序号初始化为0（表示当前期望接收的帧序号）2）等待接收3）帧到达i）帧校验正确，且序号为当前期望接收的帧序号，将帧放入接收缓冲区，帧序号加1，放入确认帧中发送。ii）帧校验正确，但序号与当前期望接收的帧序号不同，丢弃帧，重发确认帧。iii）帧校验错误，丢弃帧，重发确认帧。