計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-數(shù)據(jù)鏈路層

數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層使用的信道主要有以下兩種類型：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)信道。這種信道使用一對(duì)一的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信方式。廣播信道。這種信道使用一對(duì)多的廣播通信方式，因此過程比較復(fù)雜。廣播信道上連接的主機(jī)很多，因此必須使用專用的共享信道協(xié)議來協(xié)調(diào)這些主機(jī)的數(shù)據(jù)發(fā)數(shù)據(jù)鏈路層的簡單模型局域網(wǎng)廣域網(wǎng)主機(jī)

H1主機(jī)

H2路由器

R1路由器

R2路由器

R3電話網(wǎng)局域網(wǎng)主機(jī)

H1

向

H2

發(fā)送數(shù)據(jù)鏈路層應(yīng)用層運(yùn)輸層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層應(yīng)用層運(yùn)輸層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層物理層R1R2R3H1H2從層次上來看數(shù)據(jù)的流動(dòng)數(shù)據(jù)鏈路層的簡單模型(續(xù)）局域網(wǎng)廣域網(wǎng)主機(jī)

H1主機(jī)

H2路由器

R1路由器

R2路由器

R3電話網(wǎng)局域網(wǎng)主機(jī)

H1

向

H2

發(fā)送數(shù)據(jù)鏈路層應(yīng)用層運(yùn)輸層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層應(yīng)用層運(yùn)輸層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層物理層R1R2R3H1H2僅從數(shù)據(jù)鏈路層觀察幀的流動(dòng)理解：數(shù)據(jù)傳輸過程中差錯(cuò)產(chǎn)生的原因與性質(zhì)掌握：誤碼率的定義與差錯(cuò)控制方法掌握：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(shí)例—BSC掌握：面向比特型數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議實(shí)例—HDLC掌握：Internet中的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議ppp數(shù)據(jù)鏈路層學(xué)習(xí)目的數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層基本概念成幀差錯(cuò)控制流量控制數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議實(shí)例數(shù)據(jù)鏈路：數(shù)據(jù)鏈路層實(shí)體的連接叫數(shù)據(jù)鏈路。多個(gè)數(shù)據(jù)鏈路復(fù)用一條物理連接。幀：數(shù)據(jù)鏈路層的分組鏈路層工作的前提：物理層必須導(dǎo)通數(shù)據(jù)鏈路層基本概念為什么要設(shè)置數(shù)據(jù)鏈路層在原始物理傳輸線路上傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)是有差錯(cuò)的；設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)鏈路層的主要目的：將有差錯(cuò)的物理線路改進(jìn)成無差錯(cuò)的數(shù)據(jù)鏈路；方法—差錯(cuò)檢測差錯(cuò)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)。數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議—為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路控制功能而制定的規(guī)程或協(xié)議。數(shù)據(jù)鏈路層基本概念功能建立、維護(hù)、拆除數(shù)據(jù)鏈路組幀、同步差錯(cuò)控制流量控制透明傳輸尋址（多點(diǎn)鏈路）總之解決相鄰兩點(diǎn)的傳輸問題數(shù)據(jù)鏈路層基本概念“l(fā)ink”DL協(xié)議的一般特性面向字符的協(xié)議特性：用控制字符實(shí)現(xiàn)控制，報(bào)文里出現(xiàn)與控制字符相同的字符加轉(zhuǎn)義字符DLE。面向字符的協(xié)議有：BSC（IBMBinarySynchronousCommunication）二進(jìn)制同步通信規(guī)程、SLIP（SerialLineInternetProtocol）串行線路接口協(xié)議。面向比特協(xié)議特性：采用統(tǒng)一幀格式，用特殊二進(jìn)制串做幀開始和結(jié)束的標(biāo)志。面向比特的協(xié)議有：HDLC（HighLevelDataLinkControl）高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議、PPP（Peer-PeerProtocol）端對(duì)端協(xié)議。數(shù)據(jù)鏈路層基本概念其他特性：

通信方式：全雙工、半雙工

發(fā)送方式：停等方式、連續(xù)方式

同步方式：同步NOR正常響應(yīng)主次站應(yīng)答工作異步異步平衡方式ABM非正常響應(yīng)各自自主發(fā)送異步響應(yīng)方式ARM主次可互換的應(yīng)答方式

傳輸代碼：比特、ASCII、EBCD

差錯(cuò)控制：BCC面向字符CRC面向比特

傳輸協(xié)議：ARQ、連續(xù)ARQ、選擇ARQ

速率、幀長數(shù)據(jù)鏈路層基本概念數(shù)據(jù)鏈路層向網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)面向連接確認(rèn)服務(wù)（acknowledgedconnection-orientedservice）無連接確認(rèn)服務(wù)（acknowladgedconnectionlessservice）

無連接不確認(rèn)服務(wù)（unacknowledgedconnectionlessservice）

數(shù)據(jù)鏈路層基本概念實(shí)際數(shù)據(jù)路徑與虛擬數(shù)據(jù)路徑數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層基本概念成幀差錯(cuò)控制流量控制數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議實(shí)例（1）字符記數(shù)法

在幀頭部使用一個(gè)字段表示幀內(nèi)字符數(shù)。目標(biāo)機(jī)接收到該幀時(shí)，根據(jù)字段提供的字節(jié)數(shù)，可以知道幀的結(jié)束位置。問題：計(jì)數(shù)字段出錯(cuò)，收方無法判斷幀結(jié)束位置。失去同步。目標(biāo)機(jī)無法知道下一幀位置。即使知道出錯(cuò)也無法說明重新發(fā)送應(yīng)該跳回多少字符。很少使用或與其它方法合用。成幀成幀（2）帶填充字符首尾界符法

每一幀開始用幀開始字符STX標(biāo)記，幀尾部用幀結(jié)束字符ETX標(biāo)記。透明傳輸：數(shù)據(jù)傳輸中，如果幀的首尾定界符出現(xiàn)在信息位，采用在信息位的定界符前面填充一個(gè)轉(zhuǎn)義字符DLE來區(qū)分。接收：單獨(dú)的控制字符是標(biāo)記，和DLE成對(duì)出現(xiàn)的控制字符是數(shù)據(jù)本身。成幀發(fā)送前：發(fā)送序列：成幀問題：依賴8位字符，特別是ASCII碼STX:StartofTextETX:EndofTextDLE:DataLinkEscape（3）帶填充位的首尾標(biāo)志法使用特殊位模式“01111110”作為幀的開始和結(jié)束標(biāo)志。透明傳輸：信息位中出現(xiàn)和開始標(biāo)志相同的串，在5個(gè)連續(xù)的“1”后自動(dòng)插入一個(gè)“0”。接收：自動(dòng)刪除5個(gè)連續(xù)“1”后的“0”。成幀發(fā)送前：發(fā)送碼：成幀（4）物理層編碼違例法在物理層編碼中有冗余的網(wǎng)絡(luò)。如曼碼的1：高-低0：低-高，則用高-高或低-低電平表示幀邊界。很多數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議使用字符記數(shù)和其它方法結(jié)合來提高可靠性。幀到達(dá)時(shí)，用記數(shù)字段確定幀尾，只有當(dāng)幀結(jié)束標(biāo)志出現(xiàn)在幀尾并且檢驗(yàn)和正確的時(shí)候，才接受幀。否則繼續(xù)掃描到下一個(gè)定界符。成幀數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層基本概念成幀差錯(cuò)控制流量控制數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議實(shí)例差錯(cuò)控制（1）差錯(cuò)產(chǎn)生的原因和差錯(cuò)類型傳輸差錯(cuò)—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)象差錯(cuò)控制—檢查是否出現(xiàn)差錯(cuò)以及如何糾正差錯(cuò)差錯(cuò)原因—

噪聲、畸變、串音回聲、衰減、PCM失去同步

差錯(cuò)分類—

突發(fā)錯(cuò)（連續(xù)錯(cuò)）、隨機(jī)錯(cuò)（單個(gè)錯(cuò)）噪聲分為兩類：熱噪聲和沖擊噪聲由熱噪聲引起的差錯(cuò)是隨機(jī)差錯(cuò)，或隨機(jī)錯(cuò)；沖擊噪聲引起的差錯(cuò)是突發(fā)差錯(cuò)，或突發(fā)錯(cuò)；引起突發(fā)差錯(cuò)的位長稱為突發(fā)長度在通信過程中產(chǎn)生的傳輸差錯(cuò)，是由隨機(jī)差錯(cuò)與突發(fā)差錯(cuò)共同構(gòu)成的。差錯(cuò)控制差錯(cuò)產(chǎn)生的原因和差錯(cuò)類型差錯(cuò)分類—

突發(fā)錯(cuò)（連續(xù)錯(cuò)）、隨機(jī)錯(cuò)（單個(gè)錯(cuò)）誤碼率—

二進(jìn)制比特在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中被傳錯(cuò)的概率比較：有利面，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)成塊傳送，設(shè)塊大小1000位，差錯(cuò)率0.001，如果是單個(gè)錯(cuò)，每個(gè)塊都會(huì)有誤碼，如果是100位集中的誤碼串，每100塊平均只有一個(gè)或兩個(gè)塊受到影響。不利面，突發(fā)錯(cuò)更難檢測和糾正傳輸差錯(cuò)

產(chǎn)生過程差錯(cuò)控制（2）糾錯(cuò)和檢錯(cuò)的概念糾錯(cuò)碼每個(gè)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(dòng)糾正傳輸差錯(cuò)。檢錯(cuò)碼分組僅包含足以使接收端發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)的冗余信息；接收端能發(fā)現(xiàn)出錯(cuò)，但不能確定哪一比特是錯(cuò)的，并且自己不能糾正傳輸差錯(cuò)。

差錯(cuò)控制常用的檢錯(cuò)碼奇偶校驗(yàn)碼垂直奇（偶）校驗(yàn)水平奇（偶）校驗(yàn)水平水平垂直奇（偶）校驗(yàn)（方陣碼BCC）循環(huán)冗余編碼CRC國際標(biāo)準(zhǔn)：CRC-12=x12+x11+x8+x2+x+1CRC-16=x16+x15+x2+1CRC-CCITT=x16+x12+x5+1CRC-32=x32+x26+x22+x16+x12+x11+x10+x8+x7+x5+x5+x2+x+1

目前應(yīng)用最廣的檢錯(cuò)碼編碼方法之一循環(huán)冗余編碼工作原理循環(huán)冗余編碼工作原理循環(huán)冗余編碼工作原理用收到的數(shù)據(jù)（帶校驗(yàn)碼）除以同一個(gè)生成多項(xiàng)式，整除則無差錯(cuò)（余數(shù)為0）

舉例：

發(fā)送傳輸接收CRC校驗(yàn)碼的檢錯(cuò)能力CRC校驗(yàn)碼能檢查出全部單個(gè)錯(cuò)；CRC校驗(yàn)碼能檢查出全部離散的二位錯(cuò)；CRC校驗(yàn)碼能檢查出全部奇數(shù)個(gè)錯(cuò)；CRC校驗(yàn)碼能檢查出全部長度小于或等于K位的突發(fā)錯(cuò)；CRC校驗(yàn)碼能以[1-（1/2）K-1]的概率檢查出長度為（K+1）位的突發(fā)錯(cuò)；如果K=16，則該CRC校驗(yàn)碼能全部檢查出小于或等于16位的所有的突發(fā)差錯(cuò)，并能以99.997％的概率檢查出長度為17位的突發(fā)錯(cuò)，漏檢概率為0.003%；

差錯(cuò)控制CRC內(nèi)容組成原理課上有詳細(xì)的介紹，要求掌握以下重點(diǎn)：二進(jìn)制串的多項(xiàng)式表示模2運(yùn)算方法生成多項(xiàng)式概念發(fā)送和接收方的運(yùn)算差錯(cuò)控制（3）差錯(cuò)控制方法

①反饋收方向數(shù)據(jù)發(fā)送方提供有關(guān)收方情況的反饋信息。典型方法：收方發(fā)回確認(rèn)幀表示某幀正確到達(dá)收方發(fā)回否認(rèn)幀表示發(fā)生了錯(cuò)誤。相應(yīng)幀必須重發(fā)。差錯(cuò)控制（3）差錯(cuò)控制方法

②計(jì)時(shí)器方法

發(fā)方發(fā)出一幀后，開始計(jì)時(shí)，超時(shí)重發(fā)。數(shù)據(jù)幀丟失，收方?jīng)]有收到數(shù)據(jù)，當(dāng)然不會(huì)采取任何動(dòng)作，只有發(fā)送方控制重發(fā)。超時(shí)的定時(shí)，至少2倍于傳播時(shí)延（保證應(yīng)答信息能夠返回）③幀編號(hào)確認(rèn)幀丟失，發(fā)方超時(shí)重發(fā)，收方收到重復(fù)幀，需要區(qū)別是否是重復(fù)幀。差錯(cuò)控制數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層基本概念成幀差錯(cuò)控制流量控制數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議實(shí)例

流量控制是保證發(fā)送實(shí)體不會(huì)因過量的數(shù)據(jù)而把接收實(shí)體沖垮的技術(shù)。解決發(fā)送方發(fā)送能力比接收方接收能力大的問題，需要流量控制機(jī)制來限制發(fā)方所發(fā)出的數(shù)據(jù)流量不要超過接收方的處理速度。需要反饋機(jī)制，使發(fā)方能夠知道接收方是否能接收到?；镜牟呗允怯山邮辗娇刂瓢l(fā)送速度。流量控制（1）停等協(xié)議ARQ（AutomaticRequestRepeat）

前提a.物理信道不可靠b.收端能力不足處理：數(shù)據(jù)幀內(nèi)加校驗(yàn)碼，供收方判斷是否正確接收一幀。收方根據(jù)接收是否錯(cuò)發(fā)送確認(rèn)幀ACK和否認(rèn)幀NAK（NegativeAcknowledgement）。收到重復(fù)幀要發(fā)確認(rèn)幀特點(diǎn)：接收緩沖區(qū)一個(gè)幀大小，發(fā)送緩沖區(qū)一個(gè)幀大小，每發(fā)送一幀設(shè)置一個(gè)計(jì)時(shí)器，幀編號(hào)使用1個(gè)比特。幀中包含發(fā)送序號(hào)N（S）。半雙工方式。數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議停止等待協(xié)議

(a)無差錯(cuò)情況A發(fā)送M1確認(rèn)M1B發(fā)送M2發(fā)送M3確認(rèn)M2確認(rèn)M3A發(fā)送M1B超時(shí)重傳M1發(fā)送M2確認(rèn)M1丟棄有差錯(cuò)的報(bào)文(b)數(shù)據(jù)幀出錯(cuò)、丟失超時(shí)重傳ttttA發(fā)送M1B超時(shí)重傳M1發(fā)送M2丟棄重復(fù)的M1重傳確認(rèn)M1(a)確認(rèn)丟失確認(rèn)M1A發(fā)送M1B超時(shí)重傳M1發(fā)送M2丟棄重復(fù)的M1重傳確認(rèn)M1(b)確認(rèn)遲到確認(rèn)M1收下遲到的確認(rèn)但什么也不做tttt停止等待協(xié)議

請(qǐng)注意在發(fā)送完一個(gè)分組后，必須暫時(shí)保留已發(fā)送的分組的副本。分組和確認(rèn)分組都必須進(jìn)行編號(hào)。超時(shí)計(jì)時(shí)器的重傳時(shí)間應(yīng)當(dāng)比數(shù)據(jù)在分組傳輸?shù)钠骄禃r(shí)間更長一些。重復(fù)幀要發(fā)確認(rèn)停止等待協(xié)議

可靠通信的實(shí)現(xiàn)使用上述的確認(rèn)和重傳機(jī)制，我們就可以在不可靠的傳輸網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)可靠的通信。這種可靠傳輸協(xié)議常稱為自動(dòng)重傳請(qǐng)求ARQ(AutomaticRepeatreQuest)。ARQ表明重傳的請(qǐng)求是自動(dòng)進(jìn)行的。接收方不需要請(qǐng)求發(fā)送方重傳某個(gè)出錯(cuò)的分組。停止等待協(xié)議

信道利用率停止等待協(xié)議的優(yōu)點(diǎn)是簡單，但缺點(diǎn)是信道利用率太低。TDRTTATD+RTT+TAB分組確認(rèn)tt分組確認(rèn)停止等待協(xié)議

信道的利用率U

停止等待協(xié)議

（2）連續(xù)ARQ協(xié)議（后退ARQ協(xié)議、拉回）停等ARQ協(xié)議信道利用率低，雙工信道也只能用半雙工方式通信，發(fā)送方發(fā)送一幀后總要停下來等待確認(rèn)幀。第一種改進(jìn)考慮增加發(fā)送方的發(fā)送緩存，連續(xù)發(fā)送多幀。控制特點(diǎn)：發(fā)方發(fā)完一幀后不停止，連續(xù)發(fā)送后續(xù)幀收方按順序接收數(shù)據(jù)幀，對(duì)每一幀發(fā)確認(rèn)幀或否認(rèn)幀數(shù)據(jù)幀出錯(cuò)或超時(shí)，發(fā)方從出錯(cuò)幀開始重發(fā)，收方收到重復(fù)幀，丟棄，發(fā)確認(rèn)幀收方收到失序幀，丟棄，引起發(fā)方超時(shí)重發(fā)分析：連續(xù)發(fā)送，效率提高；出錯(cuò)重傳，降低效率；發(fā)送端增加緩存開銷；適用質(zhì)量好的信道。質(zhì)量差的信道不一定優(yōu)于ARQ協(xié)議。適用衛(wèi)星通信（傳播時(shí)延很大，等待時(shí)間很長）。數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議（3）選擇ARQ協(xié)議連續(xù)ARQ收方失序，會(huì)丟棄很多正確的幀，發(fā)送方卻把它們反復(fù)地重新傳送。第二種改進(jìn)再考慮增加接收方的接收緩存，暫存失序但正確的數(shù)據(jù)幀，只重傳出錯(cuò)或超時(shí)的數(shù)據(jù)幀。等所缺的幀收到后再上交?？刂铺攸c(diǎn)：連續(xù)發(fā)送，出錯(cuò)或超時(shí)只重傳相關(guān)幀。收方丟棄重復(fù)幀，發(fā)確認(rèn)；緩存失序幀。分析：效率高，協(xié)議復(fù)雜，空間開銷增大。數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議連續(xù)工作方式

后退方式選擇重發(fā)方式（4）滑動(dòng)窗口機(jī)制：對(duì)ARQ協(xié)議進(jìn)行量化、實(shí)現(xiàn)。協(xié)議中可連續(xù)發(fā)送和暫時(shí)接收，但能力有限原因：幀編號(hào)占用幀格式的空間，通常是有限比特循環(huán)編號(hào)重傳幀數(shù)受緩存能力的限制（重傳幀數(shù)×幀長=緩存開銷）一幀出錯(cuò)，重傳幀數(shù)太多會(huì)增加開銷（時(shí)間和空間）引入滑動(dòng)窗口，將差錯(cuò)控制和流量控制合二為一數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議發(fā)送窗口：是發(fā)送方保持的連續(xù)序號(hào)表，發(fā)送窗口大小WT表示在沒有收到確認(rèn)信息的情況下，發(fā)送端最多可以連續(xù)發(fā)送多少個(gè)幀。發(fā)送窗口控制那些幀允許發(fā)送。接收窗口：是接收方保持的連續(xù)序號(hào)表，對(duì)應(yīng)于允許接收的幀。窗口大小WR表示可以接收多少幀。收到窗口以外的幀全部丟棄。發(fā)送窗口控制：設(shè)發(fā)送窗口上界表示窗口后沿，下界表示窗口前沿，則前沿到后沿之間是已經(jīng)發(fā)送但還沒有收到確認(rèn)的幀。規(guī)則：新幀產(chǎn)生（N層）到達(dá)，窗口上界加1（<WT）確認(rèn)幀到達(dá)，窗口下界加1（移動(dòng)窗口）窗口已達(dá)最大值WT（上界-下界）發(fā)送端進(jìn)入等待狀態(tài)，直到有緩沖區(qū)可用（收到確認(rèn)為止）數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議ARQ協(xié)議窗口示意

123456789101112(a)發(fā)送方維持發(fā)送窗口（發(fā)送窗口是5）發(fā)送窗口(b)收到一個(gè)確認(rèn)后發(fā)送窗口向前滑動(dòng)向前123456789101112發(fā)送窗口接收窗口控制：每一個(gè)接收的幀設(shè)一個(gè)緩沖區(qū)，數(shù)目=WR規(guī)則：收到幀在窗口內(nèi)，收下，如果序號(hào)=窗口下界，發(fā)確認(rèn)，移動(dòng)窗口，直到應(yīng)該收到的幀編號(hào)成為窗口下界收到幀在窗口外，丟棄。協(xié)議與WT和WR的關(guān)系數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議滑窗協(xié)議工作示意——ARQ關(guān)于滑窗協(xié)議的重要結(jié)論：（1）對(duì)于后退N協(xié)議，必須使發(fā)送窗口WT<=2n-1n為幀序號(hào)的比特?cái)?shù)（2）對(duì)于選擇重發(fā)協(xié)議，必須使發(fā)送窗口WT<=2n-1n為幀序號(hào)的比特?cái)?shù)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層基本概念成幀差錯(cuò)控制流量控制數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議實(shí)例數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議實(shí)例數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的分類（1）面向字符型協(xié)議實(shí)例：BSC以字符為控制傳輸信息的基本單元

ASIIC碼：格式字符：SOH（startofheading）STX（startoftext）ETB（endoftransmissionblock）ETX（endoftext）控制字符：ACK（acknowledge）NAK（negativeacknowledge）ENQ（enquire）EOT（endoftransmission）SYN（synchrous）DLE（datalinkescape）數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議實(shí)例面向字符型BSC協(xié)議的數(shù)據(jù)報(bào)文格式建立、維護(hù)與釋放數(shù)據(jù)鏈路流程圖（2）面向比特型協(xié)議實(shí)例：HDLC面向字符型數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的缺點(diǎn)：報(bào)文格式不一樣；傳輸透明性不好；等待發(fā)送方式，傳輸效率低。面向比特型協(xié)議的設(shè)計(jì)目標(biāo)：以比特作為傳輸控制信息的基本單元；數(shù)據(jù)幀與控制幀格式相同；傳輸透明性好；連續(xù)發(fā)送，傳輸效率高。HDLC（HighLevelDataLinkControl）高級(jí)數(shù)字鏈路控制協(xié)議，由IBMSNA體系結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議SDLC（同步數(shù)據(jù)鏈路控制）而來，大而全，實(shí)際數(shù)據(jù)鏈路層實(shí)現(xiàn)都是HDLC的一個(gè)子集。如：LAP（ARM異步響應(yīng)模式）X.25DL層協(xié)議LAPB平衡型x.25DL層協(xié)議LAP-D（FR鏈路規(guī)程）數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議實(shí)例①數(shù)據(jù)鏈路的配置和數(shù)據(jù)傳送方式數(shù)據(jù)鏈路的配置非平衡配置平衡配置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)出命令從站：接受命令，發(fā)出響應(yīng)，配合主站工作非平衡配置中的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)點(diǎn)-點(diǎn)方式多點(diǎn)方式數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議實(shí)例數(shù)據(jù)鏈路的非平衡配置方式數(shù)據(jù)鏈路的平衡配置方式非平衡配置方式正常響應(yīng)模式（normalresponsemode，NRM）主站可以隨時(shí)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(jìn)行探詢（poll），從站響應(yīng)后才可以向主站發(fā)送數(shù)據(jù)幀。

異步響應(yīng)模式（asynchronousresponsemode，ARM）主站和從站可以隨時(shí)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)；主站負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)鏈路的初始化、鏈路的建立、釋放與差錯(cuò)恢復(fù)等功能。數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議實(shí)例平衡配置方式鏈路兩端的兩個(gè)站都是復(fù)合站（combinedstation）復(fù)合站同時(shí)具有主站與從站的功能每個(gè)復(fù)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（asynchronousbalancedmode，ABM）異步平衡模式的每個(gè)復(fù)合站都可以平等地發(fā)起數(shù)據(jù)傳輸，而不需要得到對(duì)方復(fù)合站的許可。數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議實(shí)例②HDLC規(guī)程特點(diǎn)面向比特：傳輸?shù)幕締挝皇潜忍赝该鳎禾畛浔忍胤绞酵ㄐ欧绞剑篈BM、ARM、NRM差錯(cuò)校驗(yàn)：CRC協(xié)議：連續(xù)ARQ、選擇ARQ（多次連續(xù)發(fā)送，一次響應(yīng)，幀格式使額外開銷的比特最少）多種鏈路：點(diǎn)-點(diǎn)、點(diǎn)-多點(diǎn)主次站、同等站傳輸方式：全雙工、半雙工數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議實(shí)例③幀格式

特點(diǎn)：信息幀和控制幀格式統(tǒng)一F（flag）：固定格式—01111110作用—幀同步傳輸數(shù)據(jù)的透明性（零比特插入與刪除）A（address）：地址C（control）：幀的類型、幀的編號(hào)、命令與控制信息I（information）：網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)，Nmax=256BCRC（checksum）：校驗(yàn)A、C、I字段的數(shù)據(jù)G(X)=X16+X12+X5+1數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議實(shí)例幀類型及控制字段的意義數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議實(shí)例幀類型信息幀Information

N(S)：發(fā)送序號(hào)N(R)：接收序號(hào)，希望收到的幀編號(hào)N(R)-1之前的幀已收到（捎帶、集中確認(rèn)）P/F：詢問終止位Poll/Final，P與F成對(duì)出現(xiàn)P=1詢問，要求盡快響應(yīng)F=1響應(yīng)，表示響應(yīng)完成（最后、結(jié)束幀）表示：I，N(S)，N(R)，P/F數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議實(shí)例幀類型監(jiān)督幀SupervisoryN(R)：接收序號(hào)，希望收到的幀編號(hào)，N(R)-1之前的幀已收到S：監(jiān)督幀分類

00，RR（receiveready）接收就緒01，RNR（receivenotready）接收未就緒10，RJE（reject）拒絕11，SREJ（selectreject）選擇拒絕P/F：0：沒意義1：NRM中主站P=1，次站可發(fā)送信息，并用F=1表示最后一幀ARM和ABM中，發(fā)站P=1，要求盡快響應(yīng)，對(duì)方回答時(shí)F置1表示例：RR，N(R)，P/F數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議實(shí)例幀類型無編號(hào)幀Unnumbered命令幀，鏈路控制和管理修飾位M：5比特，共32種編碼，HDLC目前只定義了15種編碼，表示命令。P/F：1：命令0：應(yīng)答表示：SNRM，P/F命令集：SNRM建立NRM方式SABM建立ABM方式SARM建立ARM方式UA無編號(hào)認(rèn)可（命令應(yīng)答、響應(yīng)，控制幀響應(yīng)）DISC斷鏈命令DIN拒絕建鏈（DM）SNRME建立擴(kuò)充NRM方式（7位幀編碼，C段2字節(jié)）SABMESARME數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議實(shí)例④規(guī)程正常響應(yīng)模式NRM數(shù)據(jù)鏈路工作討論：數(shù)據(jù)鏈路層

與物理層的關(guān)系（3）Internet中主要的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議SLIP（SerialLineIP）—串行線路的Internet數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議PPP（Point-to-PointProtocol）—點(diǎn)-點(diǎn)協(xié)議SLIP與PPP用于串行通信的撥號(hào)線路上，是目前家庭計(jì)算機(jī)或公司用戶通過ISP接到Internet主要的協(xié)議。數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議實(shí)例數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議實(shí)例連接Internet的家庭個(gè)人計(jì)算機(jī)PPP協(xié)議基本特點(diǎn)PPP協(xié)議是Internet標(biāo)準(zhǔn)，RFC1660、RFC1661定義了PPP協(xié)議與幀結(jié)構(gòu)；PPP協(xié)議處理了差錯(cuò)檢測，支持面向字符型協(xié)議與面向比特型協(xié)議,可以支持IP協(xié)議及其他一些網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議（例如IPX協(xié)議）；PPP協(xié)議不僅在撥號(hào)電話線，并且在路由器─路由器之間的專用線上廣泛應(yīng)用;PPP協(xié)議是在大多數(shù)家庭個(gè)人計(jì)算機(jī)和ISP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)議族的一部分。

數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議實(shí)例PPP協(xié)議應(yīng)滿足的需求

簡單——這是首要的要求封裝成幀透明性多種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議多種類型鏈路差錯(cuò)檢測檢測連接狀態(tài)最大傳送單元網(wǎng)絡(luò)層地址協(xié)商數(shù)據(jù)壓縮協(xié)商數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議實(shí)例PPP協(xié)議不需要的功能糾錯(cuò)流量控制序號(hào)多點(diǎn)線路半雙工或單工鏈路數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議實(shí)例PPP功能封裝：

成幀的方法可清楚地區(qū)分幀的結(jié)束和下一幀的起始，幀格式還處理差錯(cuò)檢測。鏈路控制協(xié)議（LCP）：

用于啟動(dòng)線路、測試、任選功能的協(xié)商以及關(guān)閉連接。鏈路管理、認(rèn)證。網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議（NCP）：

一族網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議（NCP）來處理點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接可能產(chǎn)生的問題。如基于電路交換的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接（比如撥號(hào)模式服務(wù)），分配和管理IP地址。每一個(gè)協(xié)議管理著各自的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的特殊需求。

配置：

PPP鏈路很容易配置。標(biāo)準(zhǔn)的默認(rèn)值處理全部的配置。執(zhí)行者可以對(duì)默認(rèn)配置進(jìn)行改進(jìn)，它被自動(dòng)的通知給其對(duì)等單元而無需操作員的干涉。操作員可以明確的為鏈路設(shè)定選項(xiàng)，以便其正常工作。

數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議實(shí)例PPP協(xié)議的幀格式PPP有一個(gè)2個(gè)字節(jié)的協(xié)議字段。當(dāng)協(xié)議字段為0x0021時(shí)，PPP幀的信息字段就是IP數(shù)據(jù)報(bào)。若為0xC021,則信息字段是PPP鏈路控制數(shù)據(jù)。若為0x8021，則表示這是網(wǎng)絡(luò)控制數(shù)據(jù)。

IP數(shù)據(jù)報(bào)1211字節(jié)12不超過1500字節(jié)PPP幀先發(fā)送7EFF03FACFCSF7E協(xié)議信息部分首部尾部標(biāo)志字段

F

=0x7E（符號(hào)“0x”表示后面的字符是用十六進(jìn)制表示。十六進(jìn)制的

7E

的二進(jìn)制表示是01111110）。地址字段

A

只置為0xFF。地址字段實(shí)際上并不起作用。控制字段

C

通常置為0x03。PPP是面向字節(jié)的，所有的PPP

幀的長度都是整數(shù)字節(jié)。IP數(shù)據(jù)報(bào)1211字節(jié)12不超過1500字節(jié)PPP幀先發(fā)送7EFF03FACFCSF