数据链路层--注册电气工程师供配电专业.ppt

第三章数据链路层 第一节 数据链路层基础 本节要点 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：数据链路层协议的分类。 数据链路层的功能 数据链路层功能 链路管理 成帧 流量控制 差错控制 差错控制 为什么要设计数据链路层 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 差错控制 流量控制 作用：改善数据传输质量，向网络层提供高质量的服务。 差错控制 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; 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随机差错（随机错）和突发差错（突发错）； 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。 误码率 误码率的定义 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。 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； 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。 检错码与纠错码 检错码: 分组仅包含足以使接收端发现差错的冗余信息； 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。 常见的检错码：奇偶校验码和循环冗余编码CRC 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。 差错控制机制 反馈重发机制 成帧 成帧（Framing） 将比特流分成离散的帧，并计算每个帧的校验和。 成帧方法： 字符计数法 带字符填充的首尾字符定界法 带位填充的首尾标记定界法 物理层编码违例法 物理线路与数据链路 线路 — 链路 物理线路 — 数据链路 数据链路= 物理线路 + 通信规程 物理线路与数据链路 实际数据路径 与虚拟数据路径 数据链路层协议的分类 数据链路层的服务质量 为网络层提供三种合理的服务 无确认无连接服务 适用于误码率很低的线路，错误恢复留给高层； 大部分局域网 有确认无连接服务 适用于不可靠的信道，如无线网。 有确认有连接服务 第二节 局域网 了解：局域网的主要技术特点。 了解：局域网拓扑结构的类型与特点。 了解：IEEE 802参考模型与协议的基本概念。 掌握：以太局域网的基本工作原理。 掌握：交换机的基本工作原理。 了解：令牌环网与FDDI的基本工作原理。 掌握：高速局域网、交换局域网与虚拟局域网的基本工作原理。 了解：无线局域网的基本工作原理。 局域网的定义和特点 局域网（LAN）是将小区域内的各种通信设备互联在一起的通信网络 特点： 数据传输率高（10Mbps~1000Mbps） 短距离（100m~25km） 误码率低（10-8~10-11） 局域网 决定局域网性能的三要素 网络拓扑 总线 环型 星型 传输介质 双绞线 同轴电缆 光纤 无线通信介质 介质访问控制方法 局域网 总线型拓扑的特点 总线型局域网的介质访问控制方法采用的是“共享介质”方式； 所有结点都连接到一条作为公共传输介质的总线上； 总线传输介质通常采用同轴电缆或双绞线； 所有结点都可以通过总线传输介质以“广播”方式发送或接收数据，因此出现“冲突（collision）”是不可避免的； “冲突”会造成传输失败； 必须解决多个结点访问总线的介质访问控制（MAC）问题。 局域网 总线结构 冲突 局域网 介质访问控制方法要解决以下几个问题： 该哪个结点发送数据？ 发送时会不会出现冲突？ 出现冲突怎么办？ 局域网 环型拓扑 结点使用点—点线路连接，构成闭合的物理的环型结构； 环中数据沿着一个方向绕环逐站传输； 多个结点共享一条环通路； 环建立、维护、结点的插入与撤出。 局域网 星型拓扑 逻辑结构与物理结构的关系 交换局域网(switched LAN)的物理结构 局域网 局域网的传输介质类型 同轴电缆 双绞线 光纤 无线通信信道 双绞线已能用于数据传输速率为100Mb/s、1Gb/s 的高速局域网中； 在局部范围内的中、高速局域网中使用双绞线，在远距离传输中使用光纤，在有移动结点的局域网中采用无线技术。