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1、計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)第第4 4章章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層2本章學習要求本章學習要求: 了解:數(shù)據(jù)傳輸過程中差錯產(chǎn)生的原因與性質(zhì)。了解:數(shù)據(jù)傳輸過程中差錯產(chǎn)生的原因與性質(zhì)。 掌握:誤碼率的定義與差錯控制方法。掌握:誤碼率的定義與差錯控制方法。 掌握:數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念。掌握:數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念。 了解:面向字符型數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議實例了解:面向字符型數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議實例bsc。 掌握:面向比特型數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議實例掌握:面向比特型數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議實例 hdlc。 掌握:掌握:internet中的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議。中的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)第第4 4章章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層34.1 差錯產(chǎn)
2、生與差錯控制方法差錯產(chǎn)生與差錯控制方法4.1.1 為什么要設(shè)計數(shù)據(jù)鏈路層為什么要設(shè)計數(shù)據(jù)鏈路層 在原始物理傳輸線路上傳輸數(shù)據(jù)信號是有差錯的;在原始物理傳輸線路上傳輸數(shù)據(jù)信號是有差錯的; 設(shè)計數(shù)據(jù)鏈路層的主要目的:設(shè)計數(shù)據(jù)鏈路層的主要目的: 將有差錯的物理線路改進成無差錯的數(shù)據(jù)鏈路;將有差錯的物理線路改進成無差錯的數(shù)據(jù)鏈路; 方法方法 差錯檢測差錯檢測 差錯控制差錯控制 流量控制流量控制 作用:改善數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量,向網(wǎng)絡(luò)層提供高質(zhì)量的服務(wù)。作用:改善數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量,向網(wǎng)絡(luò)層提供高質(zhì)量的服務(wù)。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)第第4 4章章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層44.1.2 差錯產(chǎn)生的原因和差錯類型差錯產(chǎn)生的原因和
3、差錯類型 傳輸差錯傳輸差錯 通過通信信道后接收的數(shù)據(jù)與發(fā)送數(shù)據(jù)通過通信信道后接收的數(shù)據(jù)與發(fā)送數(shù)據(jù) 不一致的現(xiàn)象不一致的現(xiàn)象; 差錯控制差錯控制 檢查是否出現(xiàn)差錯以及如何糾正差錯;檢查是否出現(xiàn)差錯以及如何糾正差錯; 通信信道的噪聲分為兩類:熱噪聲和沖擊噪聲;通信信道的噪聲分為兩類:熱噪聲和沖擊噪聲; 由熱噪聲引起的差錯是隨機差錯,或隨機錯;由熱噪聲引起的差錯是隨機差錯,或隨機錯; 沖擊噪聲引起的差錯是突發(fā)差錯,或突發(fā)錯;沖擊噪聲引起的差錯是突發(fā)差錯,或突發(fā)錯; 引起突發(fā)差錯的位長稱為突發(fā)長度;引起突發(fā)差錯的位長稱為突發(fā)長度; 在通信過程中產(chǎn)生的傳輸差錯,是由隨機差錯與突發(fā)在通信過程中產(chǎn)生的傳輸差
4、錯,是由隨機差錯與突發(fā)差錯共同構(gòu)成的。差錯共同構(gòu)成的。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)第第4 4章章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層5傳輸差錯傳輸差錯產(chǎn)生過程產(chǎn)生過程信源通信信道信宿數(shù)據(jù)噪聲數(shù)據(jù)+噪聲(a)001100111100011111000011000100010110011001010傳輸數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)信號波形噪聲數(shù)據(jù)信號與噪聲信號疊加后的波形采樣時間接收數(shù)據(jù)原始數(shù)據(jù)出錯的位(b)計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)第第4 4章章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層6 4.1.3 誤碼率的定義誤碼率的定義誤碼率定義誤碼率定義: 二進制比特在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中被傳錯的概率,二進制比特在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中被傳錯的概率,它在數(shù)值上近似等于:它在數(shù)值上近似
5、等于: pe = ne/n其中,其中,n為傳輸?shù)亩M制比特總數(shù);為傳輸?shù)亩M制比特總數(shù); ne為被傳錯的比特數(shù)。為被傳錯的比特數(shù)。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)第第4 4章章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層7討論討論 誤碼率應(yīng)該是衡量數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)正常工作狀態(tài)誤碼率應(yīng)該是衡量數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)正常工作狀態(tài)下下傳輸可傳輸可靠性的參數(shù);靠性的參數(shù); 對于一個實際的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng),不能籠統(tǒng)地說誤碼率越對于一個實際的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng),不能籠統(tǒng)地說誤碼率越低越好,要根據(jù)實際傳輸要求提出誤碼率要求;低越好,要根據(jù)實際傳輸要求提出誤碼率要求; 對于實際數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng),如果傳輸?shù)牟皇嵌M制比特,對于實際數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng),如果傳輸?shù)牟皇嵌M制比特,要
6、折合成二進制比特來計算;要折合成二進制比特來計算; 差錯的出現(xiàn)具有隨機性,在實際測量一個數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)差錯的出現(xiàn)具有隨機性,在實際測量一個數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)時,只有被測量的傳輸二進制比特數(shù)越大,才會越接近時,只有被測量的傳輸二進制比特數(shù)越大,才會越接近于真正的誤碼率值。于真正的誤碼率值。 計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)第第4 4章章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層84.1.4 檢錯碼與糾錯碼檢錯碼與糾錯碼 糾錯碼糾錯碼: 每個傳輸?shù)姆纸M帶上足夠的冗余信息;每個傳輸?shù)姆纸M帶上足夠的冗余信息; 接收端能發(fā)現(xiàn)并自動糾正傳輸差錯。接收端能發(fā)現(xiàn)并自動糾正傳輸差錯。 檢錯碼檢錯碼: : 分組僅包含足以使接收端發(fā)現(xiàn)差錯的冗余信息;分組
7、僅包含足以使接收端發(fā)現(xiàn)差錯的冗余信息; 接收端能發(fā)現(xiàn)出錯,但不能確定哪一比特是錯的,并接收端能發(fā)現(xiàn)出錯,但不能確定哪一比特是錯的,并且自己不能糾正傳輸差錯。且自己不能糾正傳輸差錯。 計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)第第4 4章章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層9常用的檢錯碼常用的檢錯碼 奇偶校驗碼奇偶校驗碼 垂直奇(偶)校驗垂直奇(偶)校驗 水平奇(偶)校驗水平水平奇(偶)校驗水平 垂直奇(偶)校驗(方陣碼)垂直奇(偶)校驗(方陣碼) 循環(huán)冗余編碼循環(huán)冗余編碼crc 目前應(yīng)用最廣的檢錯碼編碼方法之一目前應(yīng)用最廣的檢錯碼編碼方法之一計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)第第4 4章章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層104.1.5 循環(huán)冗余編碼工
8、作原理循環(huán)冗余編碼工作原理 發(fā)送方接收方發(fā)送數(shù)據(jù) f(x)生成多項式 g(x)f(x) xk.g(x)=q(x)+r(x)g(x)實際發(fā)送: f(x)xk.+r(x)數(shù)據(jù)字段校驗字段f(x)xk.r(x)發(fā)送數(shù)據(jù) f (x)生成多項式 g(x)r(x)=r(x) 接收正確r(x)=r(x) 接收出錯發(fā)送f(x) xk.g(x)=q(x)+r(x)g(x)計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)第第4 4章章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層11 舉例舉例:1 1 0 0 1 1發(fā)送數(shù)據(jù)比特序列crc校驗碼比特序列1 0 0 1帶crc校驗碼的發(fā)送數(shù)據(jù)比特序列1 1 0 0 1 1 1 0 0 11 1 0 0 11 1 0
9、0 11 1 0 0 11 1 0 0 101 0 0 0 0 11 1 0 0 1 1 0 0 0 01 1 0 0 1g(x)1 1 0 0 11 0 0 0 01 1 0 0 11 0 0 1r(x)1 0 0 0 0 1q(x)f(x).xk計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)第第4 4章章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層12標準標準crc生成多項式生成多項式g(x) crc-12 g(x)= x12+x11+x3+x2+x+1 crc-16 g(x)= x16+x15+x2+1 crc-ccitt g(x)= x16+x12+x5+1 crc-32 g(x)= x32+x26+x23+x22+x16+x12+
10、x11+ x10 +x8+x7+x5+x4 + x2+x+1 計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)第第4 4章章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層13crc校驗碼的檢錯能力校驗碼的檢錯能力 crc校驗碼能檢查出全部單個錯;校驗碼能檢查出全部單個錯; crc校驗碼能檢查出全部離散的二位錯;校驗碼能檢查出全部離散的二位錯; crc校驗碼能檢查出全部奇數(shù)個錯;校驗碼能檢查出全部奇數(shù)個錯; crc校驗碼能檢查出全部長度小于或等于校驗碼能檢查出全部長度小于或等于k位的突發(fā)錯;位的突發(fā)錯; crc校驗碼能以校驗碼能以1-(1/2)k-1的概率檢查出長度為的概率檢查出長度為(k+1)位的突發(fā)錯;)位的突發(fā)錯; 如果如果k=16,則該,
11、則該crc校驗碼能全部檢查出小于或等于校驗碼能全部檢查出小于或等于16 位的所有的突發(fā)差錯,并能以位的所有的突發(fā)差錯,并能以1-(1/2)16-1=99.997的概率檢查出長度為的概率檢查出長度為17位的突發(fā)錯,漏檢概率為位的突發(fā)錯,漏檢概率為0.003%; 計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)第第4 4章章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層144.1.6 差錯控制機制差錯控制機制 反饋重發(fā)機制反饋重發(fā)機制 信源校驗碼編碼器存儲器發(fā)送裝置傳輸信道接收裝置發(fā)送端發(fā)送端校驗碼譯碼器接收端接收端信宿反饋信號控制器反饋信號控制器計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)第第4 4章章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層15反饋重發(fā)機制的分類反饋重發(fā)機制的分類 停止
12、等待方式停止等待方式 接收端接收端發(fā)送端發(fā)送端acknakack12231223計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)第第4 4章章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層16連續(xù)工作方式連續(xù)工作方式 拉回方式拉回方式 選擇重發(fā)方式選擇重發(fā)方式 發(fā)送端發(fā)送端接收端接收端ack0ack1nakack2ack3(a)ack0ack1nakack2ack6(b)ack3ack4ack5丟棄丟棄重傳重傳重傳重傳01234523456012345234560123452678901234526789發(fā)送端發(fā)送端接收端接收端丟棄丟棄計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)第第4 4章章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層174.2 數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念4
13、.2.1 物理線路與數(shù)據(jù)鏈路物理線路與數(shù)據(jù)鏈路 線路線路 鏈路鏈路 物理線路物理線路 數(shù)據(jù)鏈路數(shù)據(jù)鏈路計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)第第4 4章章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層184.2.2 數(shù)據(jù)鏈路控制數(shù)據(jù)鏈路控制 鏈路管理鏈路管理 幀同步幀同步 流量控制流量控制 差錯控制差錯控制 幀的透明傳輸幀的透明傳輸 尋址尋址 數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議 為實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路控制功能而為實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路控制功能而 制定的規(guī)程或協(xié)議。制定的規(guī)程或協(xié)議。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)第第4 4章章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層194.2.3 數(shù)據(jù)鏈路層向網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)數(shù)據(jù)鏈路層向網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù) 數(shù)據(jù)鏈路層服務(wù)的類型數(shù)據(jù)鏈路層服務(wù)的類型: 面向連
14、接確認服務(wù)(面向連接確認服務(wù)(acknowledged connection-oriented service);); 無連接確認服務(wù)(無連接確認服務(wù)(acknowladged connectionless service);); 無連接不確認服務(wù)(無連接不確認服務(wù)(unacknowledged connectionless service)。)。 計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)第第4 4章章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層20實際數(shù)據(jù)路徑實際數(shù)據(jù)路徑與虛擬數(shù)據(jù)路徑與虛擬數(shù)據(jù)路徑網(wǎng) 絡(luò) 層數(shù)據(jù)鏈路層物 理 層傳輸介質(zhì)應(yīng) 用 層表 示 層會 話 層傳 輸 層網(wǎng) 絡(luò) 層數(shù)據(jù)鏈路層物 理 層主機2主機2虛擬數(shù)據(jù)路徑應(yīng)
15、用 層表 示 層會 話 層傳 輸 層主機1主機1(a)虛擬數(shù)據(jù)路徑(a)虛擬數(shù)據(jù)路徑網(wǎng) 絡(luò) 層數(shù)據(jù)鏈路層物 理 層傳輸介質(zhì)應(yīng) 用 層表 示 層會 話 層傳 輸 層網(wǎng) 絡(luò) 層數(shù)據(jù)鏈路層物 理 層主機2主機2實際數(shù)據(jù)路徑應(yīng) 用 層表 示 層會 話 層傳 輸 層主機1主機1(b)實際數(shù)據(jù)路徑(b)實際數(shù)據(jù)路徑計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)第第4 4章章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層214.3 面向字符型數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議實例:面向字符型數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議實例:bsc4.3.1 數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的分類數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的分類數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議點-點線路廣播線路面向字符型面向比特型邏輯鏈路子層邏輯鏈路子層ibm bsciso bmibm
16、sdlcansi adlciso hdlcieee 802.2ieee 802.3ieee 802.4ieee 802.5類型子層計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)第第4 4章章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層224.3.2 面向字符型協(xié)議實例:面向字符型協(xié)議實例:bsc 什么是面向字符型協(xié)議什么是面向字符型協(xié)議? 以字符為控制傳輸信息的基本單元以字符為控制傳輸信息的基本單元 asiic碼:碼: 格式字符:格式字符:soh(start of heading) stx(start of text) etb(end of transmission block) etx(end of text) 控制字符:控制字符:ack
17、(acknowledge) nak(negative acknowledge) enq(enquire) eot(end of transmission) syn(synchrous) dle(data link escape)計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)第第4 4章章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層23面向字符型面向字符型bsc協(xié)議的數(shù)據(jù)報文格式協(xié)議的數(shù)據(jù)報文格式synsynsoh報頭stx正文etb/etxbcc報文開始同步字符用戶定義報頭結(jié)束分組結(jié)束報文結(jié)束校驗字段正文字段計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)第第4 4章章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層24建立、維護建立、維護與釋放數(shù)據(jù)與釋放數(shù)據(jù)鏈路流程圖鏈路流程圖發(fā)送enq接收
18、ackack?發(fā)送數(shù)據(jù)接收應(yīng)答ack/nak結(jié)束?重發(fā)發(fā)送eot準備數(shù)據(jù)放送enq發(fā)送ack接收數(shù)據(jù),eot發(fā)送ack發(fā)送nakenq?eot?bcc正確?結(jié)束結(jié)束yyyynnnnnyacknak計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)第第4 4章章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層254.4 典型數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議分析典型數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議分析 面向比特型面向比特型4.4.1 hdlc產(chǎn)生的背景產(chǎn)生的背景 面向字符型數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的缺點面向字符型數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的缺點: 報文格式不一樣;報文格式不一樣; 傳輸透明性不好;傳輸透明性不好; 等待發(fā)送方式,傳輸效率低。等待發(fā)送方式,傳輸效率低。面向比特型協(xié)議的設(shè)計目標面向比特型協(xié)議的設(shè)計
19、目標: 以比特作為傳輸控制信息的基本單元;以比特作為傳輸控制信息的基本單元; 數(shù)據(jù)幀與控制數(shù)據(jù)幀與控制 幀格式相同;幀格式相同; 傳輸透明性好;傳輸透明性好; 連續(xù)發(fā)送,傳輸效率高。連續(xù)發(fā)送,傳輸效率高。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)第第4 4章章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層264.4.2 數(shù)據(jù)鏈路的配置和數(shù)據(jù)傳送方式數(shù)據(jù)鏈路的配置和數(shù)據(jù)傳送方式數(shù)據(jù)鏈路的配置數(shù)據(jù)鏈路的配置 非平衡配置非平衡配置 平衡配置平衡配置非平衡配置中的主站與從站非平衡配置中的主站與從站 主站:控制數(shù)據(jù)鏈路的工作過程。主站發(fā)出命令主站:控制數(shù)據(jù)鏈路的工作過程。主站發(fā)出命令 從站:接受命令,發(fā)出響應(yīng),配合主站工作從站:接受命令,發(fā)出響應(yīng),
20、配合主站工作非平衡配置中的結(jié)構(gòu)特點非平衡配置中的結(jié)構(gòu)特點 點點- -點方式點方式 多點方式多點方式計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)第第4 4章章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層27數(shù)據(jù)鏈路的非平衡配置方式數(shù)據(jù)鏈路的非平衡配置方式計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)第第4 4章章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層28非平衡配置方式非平衡配置方式正常響應(yīng)模式(正常響應(yīng)模式(normal response mode,nrm) 主站可以隨時向從站傳輸數(shù)據(jù)幀;主站可以隨時向從站傳輸數(shù)據(jù)幀; 從站只有在主站向它發(fā)送命令幀進行探詢(從站只有在主站向它發(fā)送命令幀進行探詢(poll),從),從站響應(yīng)后才可以向主站發(fā)送數(shù)據(jù)幀。站響應(yīng)后才可以向主站發(fā)送數(shù)據(jù)幀。 異
21、步響應(yīng)模式(異步響應(yīng)模式(asynchronous response mode,arm) 主站和從站可以隨時相互傳輸數(shù)據(jù)幀;主站和從站可以隨時相互傳輸數(shù)據(jù)幀; 從站可以不需要等待主站發(fā)出探詢就可以發(fā)送數(shù)據(jù);從站可以不需要等待主站發(fā)出探詢就可以發(fā)送數(shù)據(jù); 主站負責數(shù)據(jù)鏈路的初始化、鏈路的建立、釋放與差主站負責數(shù)據(jù)鏈路的初始化、鏈路的建立、釋放與差錯恢復等功能。錯恢復等功能。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)第第4 4章章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層29平衡配置方式平衡配置方式 鏈路兩端的兩個站都是復合站(鏈路兩端的兩個站都是復合站(combined station);); 復合站同時具有主站與從站的功能;復合站同時
22、具有主站與從站的功能; 每個復合站都可以發(fā)出命令與響應(yīng);每個復合站都可以發(fā)出命令與響應(yīng); 平衡配置結(jié)構(gòu)中只有異步平衡模式(平衡配置結(jié)構(gòu)中只有異步平衡模式(asynchronous balanced mode,abm);); 異步平衡模式的每個復合站都可以平等地發(fā)起數(shù)據(jù)傳異步平衡模式的每個復合站都可以平等地發(fā)起數(shù)據(jù)傳輸,而不需要得到對方復合站的許可。輸,而不需要得到對方復合站的許可。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)第第4 4章章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層30數(shù)據(jù)鏈路的平衡配置方式數(shù)據(jù)鏈路的平衡配置方式計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)第第4 4章章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層314.4.3 hdlc的幀結(jié)構(gòu)的幀結(jié)構(gòu) f(flag)
23、 :固定格式固定格式 01111110 作用作用 幀同步幀同步 傳輸數(shù)據(jù)的透明性(傳輸數(shù)據(jù)的透明性(零零比特插入與刪除)比特插入與刪除) a(address) :地址地址 c(control) :幀的類型、幀的編號、命令與控制信息幀的類型、幀的編號、命令與控制信息 i(information) :網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù),網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù),nmax = 256b crc(checksum) :校驗校驗a、c、i字段的數(shù)據(jù)字段的數(shù)據(jù) g(x)= x16+x12+x5+1標志字段f(8位)地址字段a(8/16位)控制字段c(8/16位)信息字段i(長度可變)幀校驗字段fcs(16/32位)標志字段f(8位)計算機網(wǎng)絡(luò)
24、計算機網(wǎng)絡(luò)第第4 4章章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層32零比特插入零比特插入/ /刪除工作過程刪除工作過程計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)第第4 4章章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層33幀類型及控制字段的意義幀類型及控制字段的意義標志字段f(8 位 )地址字段a(8 /16位 )控制字段c(8 位 )信息字段i(長度可變)幀校驗字段f c s(1 6/32位 )標志字段f(8位)0n(s)p/fn(r)1 0監(jiān)控p/fn(r)1 1未分配p/f未分配信息幀( i ) :信息幀( i ) :監(jiān)控幀( s ) :監(jiān)控幀( s ) :無編號幀無編號幀(u):(u):b0b4b7b1b2b3b5b6計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)第第4
25、4章章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層34幀類型幀類型 i幀幀 : n(s) 發(fā)送幀的順序號發(fā)送幀的順序號 n(r) 接收幀的順序號接收幀的順序號 p/f= poll / final, p=1 詢問,詢問,f=1 響應(yīng)響應(yīng) p與與f成對出現(xiàn)成對出現(xiàn) s幀幀 :監(jiān)控功能位監(jiān)控功能位 s = 00,rr(receive ready) s = 01,rnr(receive not ready) s = 10,rje(reject) s = 11,srej(select reject) u幀幀 :用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路控制功能用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路控制功能計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)第第4 4章章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層35u幀的格
26、式與鏈路控制功能幀的格式與鏈路控制功能mp/fm1 1a01111110fcs01111110110000000111100000100011010001uacmadsarmsnrmsabmdisc命令響應(yīng)置異步響應(yīng)置正常響應(yīng)置異步平衡響應(yīng)拆鏈無編號確認命令拒絕建立主從的點-點結(jié)構(gòu)建立主從的多點結(jié)構(gòu)建立復合站的平衡結(jié)構(gòu)結(jié)束已建立的數(shù)據(jù)鏈路從站響應(yīng)主站的命令從站報告幀傳輸異常計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)第第4 4章章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層364.4.4 數(shù)據(jù)鏈路層的工作過程數(shù)據(jù)鏈路層的工作過程 簡化的信息幀結(jié)構(gòu)的表示方法簡化的信息幀結(jié)構(gòu)的表示方法 一個信息幀的表示一個信息幀的表示 in(s)n(r)p/
27、fdata高層數(shù)據(jù)探詢/終止位接收幀序號發(fā)送幀序號i幀標志i, n(s)=3, n(r)=4, p=1計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)第第4 4章章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層37 無編號幀的表示方法無編號幀的表示方法 snrm幀與幀與ua幀結(jié)構(gòu)的表示方法幀結(jié)構(gòu)的表示方法 u , snrm , p=1u , ua , f=1置異步響應(yīng)模式:置異步響應(yīng)模式:無編號確認:無編號確認:01111110a11001001fcs0111111001111110a11001110fcs01111110置異步響應(yīng)模式:置異步響應(yīng)模式:無編號確認:無編號確認:計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)第第4 4章章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層38正常響應(yīng)
28、正常響應(yīng)模式數(shù)據(jù)模式數(shù)據(jù)鏈路工作鏈路工作計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)第第4 4章章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層39討論:數(shù)據(jù)鏈路層討論:數(shù)據(jù)鏈路層與物理層的關(guān)系與物理層的關(guān)系計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)第第4 4章章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層404.5 internet中的數(shù)據(jù)鏈路層中的數(shù)據(jù)鏈路層 4.5.1 internet中主要的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議中主要的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議 slip (serial line ip) 串行線路的串行線路的internet數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議 ppp ( point-to-point protocol) 點點-點協(xié)議點協(xié)議 slip與與ppp用于串行通信的撥號線路上,是目前家庭用于串
29、行通信的撥號線路上,是目前家庭計算機或公司用戶通過計算機或公司用戶通過isp接到接到internet主要的協(xié)議。主要的協(xié)議。 計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)第第4 4章章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層414.5.2 slip協(xié)議協(xié)議 slip出現(xiàn)于出現(xiàn)于20世紀世紀80年代初,最早是在年代初,最早是在bsd unix 4.2版操作系統(tǒng)上實現(xiàn)的版操作系統(tǒng)上實現(xiàn)的; slip協(xié)議支持協(xié)議支持tcp/ip協(xié)議協(xié)議; 對數(shù)據(jù)報進行了簡單的封裝,然后來用對數(shù)據(jù)報進行了簡單的封裝,然后來用rs-232接口串接口串行線路進行傳輸行線路進行傳輸; slip通常也用來將遠程終端連接到通常也用來將遠程終端連接到unix主機,也可主
30、機,也可通過租用或撥號串行線路進行主機到路由器,以及路通過租用或撥號串行線路進行主機到路由器,以及路由器到路由器的通信。由器到路由器的通信。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)第第4 4章章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層42典型的典型的slip接入方式接入方式 internet的家庭或小型公司用戶通過調(diào)制解調(diào)器、電話網(wǎng)的家庭或小型公司用戶通過調(diào)制解調(diào)器、電話網(wǎng)絡(luò)連接到絡(luò)連接到isp的調(diào)制解調(diào)器;的調(diào)制解調(diào)器; isp的調(diào)制解調(diào)器再通過它的路由器接入的調(diào)制解調(diào)器再通過它的路由器接入internet; slip系統(tǒng)一般可以發(fā)送和接收系統(tǒng)一般可以發(fā)送和接收1006b的的ip數(shù)據(jù)報。數(shù)據(jù)報。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)第第4 4章章
31、 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層43slip協(xié)議的幀結(jié)構(gòu)協(xié)議的幀結(jié)構(gòu) rfc 1055文件對文件對slip幀格式進行了討論幀格式進行了討論; slip幀頭與幀尾的幀頭與幀尾的“co”,是協(xié)議使用的惟一的一個,是協(xié)議使用的惟一的一個控制字符控制字符; co的二進制編碼比特序列是的二進制編碼比特序列是1000011 0000000; co的使用將影響的使用將影響slip幀數(shù)據(jù)的透明性幀數(shù)據(jù)的透明性; ip數(shù)據(jù)包endendip數(shù)據(jù)包c0c0c0在數(shù)據(jù)傳送中以“db”“dc”表示db在數(shù)據(jù)傳送中以“db”“dd”表示計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)第第4 4章章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層44 slip協(xié)議的缺點協(xié)議的缺點 使
32、用使用slip協(xié)議時,通信的雙方都必須知道對方的協(xié)議時,通信的雙方都必須知道對方的ip地地址,因為址,因為slip協(xié)議沒有為它們提供相互交換地址信息協(xié)議沒有為它們提供相互交換地址信息的方法;的方法; 沒有設(shè)置協(xié)議類型字段,不具備同時處理多種網(wǎng)絡(luò)層沒有設(shè)置協(xié)議類型字段,不具備同時處理多種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的能力;協(xié)議的能力; 沒有校驗和字段,差錯控制功能由高層的協(xié)議承擔;沒有校驗和字段,差錯控制功能由高層的協(xié)議承擔; slip協(xié)議并不是協(xié)議并不是internet的協(xié)議標準,因此不同版本的協(xié)議標準,因此不同版本的之間就會存在著差別,使得互連變得困難。的之間就會存在著差別,使得互連變得困難。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機
33、網(wǎng)絡(luò)第第4 4章章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層454.5.3 cslip協(xié)議協(xié)議 slip協(xié)議通常運行于傳輸速率相對較低的串行線路上協(xié)議通常運行于傳輸速率相對較低的串行線路上; 在常用于在常用于telnet之類的應(yīng)用程序中,人們提出了一種壓之類的應(yīng)用程序中,人們提出了一種壓縮的縮的slip(cslip )協(xié)議)協(xié)議; rfc 1144對對cslip進行了定義進行了定義; telnet是一種交互式的應(yīng)用程序,每次常常只傳送幾個是一種交互式的應(yīng)用程序,每次常常只傳送幾個字節(jié)的信息,通信效率低。字節(jié)的信息,通信效率低。 ip報頭(20位)tcp報頭(20位)數(shù)據(jù)壓縮tcp/ip報頭(3到5位)數(shù)據(jù)slip
34、幀:slip幀:cslip幀:cslip幀:計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)第第4 4章章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層464.5.4 ppp協(xié)議基本特點協(xié)議基本特點 ppp協(xié)議是協(xié)議是internet標準,標準,rfc 1660、rfc 1661定義定義了了ppp協(xié)議與幀結(jié)構(gòu);協(xié)議與幀結(jié)構(gòu); ppp協(xié)議處理了差錯檢測,支持面向字符型協(xié)議與面協(xié)議處理了差錯檢測,支持面向字符型協(xié)議與面向比特型協(xié)議向比特型協(xié)議,可以支持可以支持ip協(xié)議及其他一些網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議協(xié)議及其他一些網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議(例如(例如ipx協(xié)議);協(xié)議); ppp協(xié)議不僅在撥號電話線,并且在路由器協(xié)議不僅在撥號電話線,并且在路由器路由器之路由器之間的專用線上廣泛應(yīng)用間的專用線上廣泛應(yīng)用; ppp協(xié)議是在大多數(shù)家庭個人計算機和協(xié)議是在大多數(shù)家庭個人計算機和isp之間使用的之間使用的協(xié)議,它可以作為在高速廣域網(wǎng)和社區(qū)寬帶網(wǎng)協(xié)議族協(xié)議,它可以作為在高速廣域網(wǎng)和社區(qū)寬帶網(wǎng)協(xié)議族的一部分。的一部分。 計算機網(wǎng)絡(luò)
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