第4章 数据链路层课件.ppt

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1、第4章数据链路层主讲教师：陈盈电子邮箱：ychen222163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。24.1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

2、制流量控制作用：为相邻节点提高数据传输质量，向网络层提供高质量的服务，传输数据单元为帧。34.1.2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，简称为差错;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。4传输差错产生过程54.1.3误码率的定义误

3、码率定义：二进制比特在数据传输系统中被传错的概率，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。6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。74.1.4差错控制差

4、错控制就是要保证所有的帧最终都能按顺序正确传送到相邻目的节点的网络层。数据在传输过程中会出现差错，需要对数据进行差错控制。具体做法：在原二进制代码长度的基础上增加其位长度，且对增加长度前的数据按一定规律进行变换，以形成含冗余长度的新码，称为差错编码。8一、检错码与纠错码一般上，增加的位长度（冗余度）越大，对应差错编码的纠错能力就越强，但花费的处理和传输时间也越长。差错编码通常有两类：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。检错码:分组仅包含足以使接收端发现差错的冗余

5、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。9二、常用的检错码1.奇偶校验码在数据块后加一位校验位，使该数据连校验位在内“1”的个数恒为偶数个则称为偶校验；若“1”个数恒为奇数个则称为奇校验。设b0-bm-1是在同一组的数据，bm为校验位，则：偶校验位：bm=b0⊕b1⊕…⊕bm-1奇校验位：bm=b0⊕b1⊕…⊕bm-1⊕1例：10010111偶校验位：bm=1奇校验位：bm=0102.循环冗余码（CRC码）在发送端产生一个循环冗余码，附加在信息位后面一起发送到接收

6、端，接收端收到的信息按发送端形成的循环冗余码同样的算法进行校验，若有错，需重发。11循环冗余编码工作原理12举例f(x)13验证整除！表明没有错误。14标准CRC生成多项式G（x）CRC-12G（x）=x12+x11+x3+x2+x+1（1100000001111）CRC-16G（x）=x16+x15+x2+1（11000000000000101）CRC-CCITTG（x）=x16+x12+x5+1CRC-32G（x）=x32+x26+x23+x22+x16+x12+x11+x10+x8+x7+x5

7、+x4+x2+x+115CRC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%；161.反馈重发机制在数据链路层，大多数情况

8、都是采用检错码。为了向发送方报告数据的接收情况，接收方使用应答来进行信息反馈。发送数据监控信道监控信道应答发收收发4.1.6差错控制机制171.反馈重发机制18①重发：当发送方接收到否定的回答，表明数据发送错误，则需重发错误帧；②超时重发：如果数据帧或应答帧在传输过程中丢失，则发送方收不到应答，即超过接收应答的规定时间，此时也需重发帧；③帧重复：若数据帧被正确接收，而应答帧被丢失，这种情况接收方会收到两个相同的帧，这种现象称为帧重复。解决办法，对帧进行编号，接收到相同