自考網(wǎng)絡(luò)原理第4章鏈路層復(fù)習(xí)要點(diǎn)

1、2022年1月26日1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理2第第4 4章章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層4.1 數(shù)據(jù)鏈路層功能數(shù)據(jù)鏈路層功能4.2 差錯(cuò)控制差錯(cuò)控制4.3 基本協(xié)議基本協(xié)議4.4 控制規(guī)程控制規(guī)程4.5 因特網(wǎng)的鏈路層協(xié)議因特網(wǎng)的鏈路層協(xié)議3復(fù)習(xí)綱要復(fù)習(xí)綱要n 物理鏈路層功能物理鏈路層功能n 幀是數(shù)據(jù)鏈路層的傳送單位幀是數(shù)據(jù)鏈路層的傳送單位n 四方面功能：幀同步、差錯(cuò)控制、流量控制、鏈路管理四方面功能：幀同步、差錯(cuò)控制、流量控制、鏈路管理n 幀同步功能，四種方法幀同步功能，四種方法n 流量控制功能，兩種方案流量控制功能，兩種方案n 差錯(cuò)控制差錯(cuò)控制n 差錯(cuò)控制兩種方法：差錯(cuò)控制兩種方法：ARQ

2、、FECn 奇偶校驗(yàn)碼，三種奇偶校驗(yàn)碼，三種n 循環(huán)冗余碼循環(huán)冗余碼CRC，掌握計(jì)算掌握計(jì)算n 基本數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議，即差錯(cuò)控制和流量控制方面的協(xié)議基本數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議，即差錯(cuò)控制和流量控制方面的協(xié)議n ARQ包含兩種方案：包含兩種方案：IRQ、CRQn 空閑重發(fā)請(qǐng)求方案，又稱停等法，具體過程空閑重發(fā)請(qǐng)求方案，又稱停等法，具體過程n 滑動(dòng)窗口機(jī)制的工作原理滑動(dòng)窗口機(jī)制的工作原理n 以滑動(dòng)窗口比較三種協(xié)議：停等、以滑動(dòng)窗口比較三種協(xié)議：停等、Go-Back-N、選擇重傳選擇重傳4復(fù)習(xí)綱要復(fù)習(xí)綱要n 鏈路控制規(guī)程鏈路控制規(guī)程n 同步通信協(xié)議，同步通信協(xié)議，BSC協(xié)議協(xié)議nBSC的控制符含義的控制符含義nB

3、SC的四種數(shù)據(jù)塊格式的四種數(shù)據(jù)塊格式nBSC的四種監(jiān)控報(bào)文的四種監(jiān)控報(bào)文n 高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議，高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議，HDLCnHDLC的站點(diǎn)類型的站點(diǎn)類型nHDLC的三種操作方式的三種操作方式nHDLC的幀格式的幀格式nHDLC的三種幀類型的三種幀類型n 因特網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議因特網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議n SLP協(xié)議，概念協(xié)議，概念n PPP協(xié)議，三類功能，簡(jiǎn)述協(xié)議，三類功能，簡(jiǎn)述PPP的應(yīng)用范圍和幀特點(diǎn)的應(yīng)用范圍和幀特點(diǎn)5本章計(jì)算本章計(jì)算滑動(dòng)窗口機(jī)制滑動(dòng)窗口機(jī)制n 發(fā)送窗口尺寸、接收窗口尺寸、當(dāng)前發(fā)送幀號(hào)、當(dāng)前確認(rèn)幀號(hào)發(fā)送窗口尺寸、接收窗口尺寸、當(dāng)前發(fā)送幀號(hào)、當(dāng)前確認(rèn)幀號(hào)求可以繼續(xù)發(fā)送的幀號(hào)，或

4、者畫圖求可以繼續(xù)發(fā)送的幀號(hào)，或者畫圖n 例子，已知發(fā)送窗口尺寸例子，已知發(fā)送窗口尺寸4 4，正在發(fā)送幀號(hào)正在發(fā)送幀號(hào)3 3，收到確認(rèn)幀號(hào)收到確認(rèn)幀號(hào)2 2，求可以繼續(xù)發(fā)送求可以繼續(xù)發(fā)送的幀號(hào)的幀號(hào)n 例子，已知發(fā)送窗口尺寸例子，已知發(fā)送窗口尺寸4 4，正在發(fā)送幀號(hào)正在發(fā)送幀號(hào)5 5，收到確認(rèn)幀號(hào)收到確認(rèn)幀號(hào)2 2，求可以繼續(xù)發(fā)送求可以繼續(xù)發(fā)送的幀號(hào)的幀號(hào)n 例子，已知窗口序號(hào)位數(shù)為例子，已知窗口序號(hào)位數(shù)為3 3，發(fā)送窗口尺寸發(fā)送窗口尺寸2 2，采用采用Go-back-NGo-back-N法，畫出以下事法，畫出以下事件的發(fā)送和接收窗口圖件的發(fā)送和接收窗口圖n發(fā)送幀發(fā)送幀0 0、發(fā)送幀發(fā)送幀1 1

5、、接收幀接收幀0 0、接收確認(rèn)幀接收確認(rèn)幀0 0、發(fā)送幀發(fā)送幀2 2n幀幀1 1接收出錯(cuò)接收出錯(cuò)、幀幀1 1確認(rèn)超時(shí)確認(rèn)超時(shí)、重發(fā)幀重發(fā)幀1 1、接收幀接收幀1 1n發(fā)送幀發(fā)送幀2 2、接收確認(rèn)幀接收確認(rèn)幀1 1n 例子，對(duì)于使用例子，對(duì)于使用3 3比特序號(hào)的停止比特序號(hào)的停止- -等待協(xié)議、連續(xù)等待協(xié)議、連續(xù)ARQARQ協(xié)議和選擇協(xié)議和選擇ARQARQ協(xié)議，發(fā)協(xié)議，發(fā)送窗口和接收窗口的最大尺寸分別是多少。課本送窗口和接收窗口的最大尺寸分別是多少。課本P83P836本章計(jì)算本章計(jì)算幀發(fā)送、幀發(fā)送、ARQARQ、數(shù)據(jù)傳輸結(jié)合數(shù)據(jù)傳輸結(jié)合n 例子，信道速率為例子，信道速率為4kb/s4kb/s，采

6、用停止等待協(xié)議，單向傳播時(shí)延，采用停止等待協(xié)議，單向傳播時(shí)延tptp為為20ms20ms，相關(guān)其，相關(guān)其他因素均可忽略，問幀長(zhǎng)為多少才能使信道利用率達(dá)到至少他因素均可忽略，問幀長(zhǎng)為多少才能使信道利用率達(dá)到至少50%50%？解解 隱藏知識(shí)，信道利用率是從時(shí)間角度來看隱藏知識(shí)，信道利用率是從時(shí)間角度來看信道利用率信道利用率 = = 發(fā)送時(shí)間發(fā)送時(shí)間 / (/ (發(fā)送時(shí)間發(fā)送時(shí)間 + + 傳播時(shí)間傳播時(shí)間) )停等協(xié)議即發(fā)送得到確認(rèn)才能發(fā)送下一幀，即傳播時(shí)間為停等協(xié)議即發(fā)送得到確認(rèn)才能發(fā)送下一幀，即傳播時(shí)間為20 20 2 = 40ms 2 = 40ms發(fā)送時(shí)間發(fā)送時(shí)間= L / C= L / C，

7、其中其中L L是幀長(zhǎng)，是幀長(zhǎng)，C C是傳輸速率是傳輸速率信道利用率信道利用率 = = 發(fā)送時(shí)間發(fā)送時(shí)間 / (/ (發(fā)送時(shí)間發(fā)送時(shí)間 + + 傳播時(shí)間傳播時(shí)間) 50%) 50%上面式子簡(jiǎn)化得上面式子簡(jiǎn)化得 發(fā)送時(shí)間發(fā)送時(shí)間 40ms 40ms，即即L/4k 40L/4k 40，得到得到L=160bitL=160bit7本章計(jì)算本章計(jì)算幀發(fā)送、幀發(fā)送、ARQARQ、數(shù)據(jù)傳輸結(jié)合數(shù)據(jù)傳輸結(jié)合n 例子，假設(shè)衛(wèi)星信道的數(shù)據(jù)率為例子，假設(shè)衛(wèi)星信道的數(shù)據(jù)率為1Mb/s1Mb/s，取衛(wèi)星信道的單程傳播時(shí)延為，取衛(wèi)星信道的單程傳播時(shí)延為250ms250ms，每一個(gè)數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度是每一個(gè)數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度是1000bit

8、1000bit。忽略誤碼率、確認(rèn)幀長(zhǎng)和處理時(shí)間。試計(jì)算下列。忽略誤碼率、確認(rèn)幀長(zhǎng)和處理時(shí)間。試計(jì)算下列情況下的衛(wèi)星信道可能達(dá)到的最大的信道利用率分別是多少？情況下的衛(wèi)星信道可能達(dá)到的最大的信道利用率分別是多少？1)1) 停止停止- -等待協(xié)議；等待協(xié)議； 2 2）連續(xù)）連續(xù)ARQARQ協(xié)議，協(xié)議，WT=127WT=127；3 3）連續(xù)）連續(xù)ARQARQ協(xié)議，協(xié)議，WT=600 WT=600 解解 傳播時(shí)間為傳播時(shí)間為250 250 2 = 500ms 2 = 500ms1)1)停等協(xié)議，發(fā)送時(shí)間停等協(xié)議，發(fā)送時(shí)間= 1000 / 1M = 1ms= 1000 / 1M = 1ms信道利用率信道

9、利用率 = 1 / (1+500) = 1/501= 1 / (1+500) = 1/5012)2)連續(xù)連續(xù)ARQARQ協(xié)議，發(fā)送時(shí)間協(xié)議，發(fā)送時(shí)間= 1000= 1000* *127 / 1M = 127ms127 / 1M = 127ms因?yàn)楹竺嬉驗(yàn)楹竺?26126個(gè)幀發(fā)送只要個(gè)幀發(fā)送只要126ms126ms，小于小于500ms500ms，即后面即后面126126個(gè)幀是在個(gè)幀是在500ms500ms中發(fā)送的，所以中發(fā)送的，所以不算延遲不算延遲信道利用率信道利用率 = 127 / (1+500) = 127/501= 127 / (1+500) = 127/5013)3)連續(xù)連續(xù)ARQARQ

10、協(xié)議，發(fā)送時(shí)間協(xié)議，發(fā)送時(shí)間= 1000= 1000* *600 / 1M = 600ms600 / 1M = 600ms，因?yàn)楹竺嬉驗(yàn)楹竺?99599個(gè)幀發(fā)送要個(gè)幀發(fā)送要599ms599ms，大于大于500ms500ms，即后面即后面500500個(gè)幀是在個(gè)幀是在500ms500ms中發(fā)送的，還剩中發(fā)送的，還剩9999個(gè)幀在下一次個(gè)幀在下一次ARQARQ中傳送，這時(shí)候信道容量得到完全利用，信道利用率為中傳送，這時(shí)候信道容量得到完全利用，信道利用率為100%100%8本章計(jì)算本章計(jì)算BSCBSC幀格式、幀格式、HDLCHDLC幀格式應(yīng)用幀格式應(yīng)用n 例子，例子，HDLCHDLC幀數(shù)據(jù)段出現(xiàn)以下比

11、特串，幀數(shù)據(jù)段出現(xiàn)以下比特串，0100 0001 1111 1101 0111 11100100 0001 1111 1101 0111 1110則比特則比特填充后的輸出時(shí)？填充后的輸出時(shí)？解解 比特填充法，每連續(xù)比特填充法，每連續(xù)5 5個(gè)個(gè)1 1后加后加0 0得到得到 0100 0001 1111 0100 0001 1111 0 01101 0111 111101 0111 110 01010，類似題目還有課本類似題目還有課本P91P91題題1313n 例子，例子，BSCBSC傳輸一批漢字（雙字節(jié)），若采用不帶報(bào)頭的分塊傳輸，采用單字節(jié)傳輸一批漢字（雙字節(jié)），若采用不帶報(bào)頭的分塊傳輸，采用

12、單字節(jié)塊校驗(yàn)字符，最大報(bào)文塊長(zhǎng)塊校驗(yàn)字符，最大報(bào)文塊長(zhǎng)129129字節(jié)，共傳輸字節(jié)，共傳輸5 5幀，最后一塊報(bào)文長(zhǎng)幀，最后一塊報(bào)文長(zhǎng)101101字節(jié)。問字節(jié)。問1 1）每個(gè)報(bào)文最多傳多少個(gè)漢字？每個(gè)報(bào)文最多傳多少個(gè)漢字？2 2）該批數(shù)據(jù)有多少個(gè)漢字？該批數(shù)據(jù)有多少個(gè)漢字？解解 BSCBSC數(shù)據(jù)塊的四種格式數(shù)據(jù)塊的四種格式P85P851)1)不帶報(bào)頭的數(shù)據(jù)塊，且單字節(jié)塊校驗(yàn)不帶報(bào)頭的數(shù)據(jù)塊，且單字節(jié)塊校驗(yàn)(BCC)(BCC)，則非數(shù)據(jù)部分占用則非數(shù)據(jù)部分占用5 5個(gè)字節(jié)個(gè)字節(jié)得到得到(129-5)/2=62(129-5)/2=62，即每個(gè)報(bào)文最多即每個(gè)報(bào)文最多6262個(gè)漢字個(gè)漢字2)2)前四個(gè)塊

13、是滿的，最后一塊是前四個(gè)塊是滿的，最后一塊是101101得到得到 62624 + (101-5)/2 = 248+48=2964 + (101-5)/2 = 248+48=296，即共有即共有296296個(gè)漢字個(gè)漢字n 例子，用例子，用HDLCHDLC幀傳輸幀傳輸1212個(gè)漢字（雙字節(jié)），幀中信息字段占多少字節(jié)，總幀長(zhǎng)個(gè)漢字（雙字節(jié)），幀中信息字段占多少字節(jié)，總幀長(zhǎng)占多少字節(jié)？占多少字節(jié)？解解 HDLCHDLC幀格式，課本幀格式，課本P87P87信息字段長(zhǎng)度信息字段長(zhǎng)度= 12= 122=242=24字節(jié)，總幀長(zhǎng)字節(jié)，總幀長(zhǎng)=24+6=30=24+6=30字節(jié)字節(jié)9本章計(jì)算本章計(jì)算CRCCRC

14、校驗(yàn)碼校驗(yàn)碼n 例子，傳輸信息例子，傳輸信息1011 0010 0100 10111011 0010 0100 1011，采用采用CRCCRC多項(xiàng)式多項(xiàng)式X X8 8+X+X2 2+X+1+X+1校驗(yàn)校驗(yàn)1)1)用多項(xiàng)式除法確定傳輸?shù)男畔⒂枚囗?xiàng)式除法確定傳輸?shù)男畔?)2)若噪音使得消息最左端的比特發(fā)生反轉(zhuǎn)，求接收方若噪音使得消息最左端的比特發(fā)生反轉(zhuǎn)，求接收方CRCCRC的計(jì)算結(jié)果的計(jì)算結(jié)果解解 從從CRCCRC多項(xiàng)式得到多項(xiàng)式得到r=8r=8，約定碼是約定碼是100000111(9100000111(9位位) )1 1）用用1011 0010 0100 1011 00000000(81011 0010 0100 1011 00000000(8個(gè)個(gè)0)0)除以除以100000111100000111，過程略過程略得到冗余碼得到冗余