ch5_4edLAST数据链路层.ppt

Chapter 6: 数据链路层 目标: 理解数据链路层服务的背后原理: 错误的检测与纠正 共享广播信道: 多址接入 数据链路层地址 可靠传输, 流量控制: 已经讲完! 数据链路层的实现 数据链路层 5.1 介绍 5.2 错误的检测与纠正 5.3 多址接入协议 5.4 链路层地址 5.5 以太网 5.6 链路层交换机 5.7 PPP 5.8 ATM 6.9 无线网 数据链路层: 介绍 一些术语: 主机和路由器称为 节点 连接相邻节点的通信路径称为链路 有线链路 无线链路 局域网 链路层的包称为 帧frame, 封装的数据报 数据链路层 数据报在不同的链路上用不同的链路协议传输: 例如：从以太网到帧中继最后到802.11 不同的链路协议提供不同的服务 例如：能够或者不能保证可靠的链路传输 传输的类比 从天津到杭州 大巴：从天津到北京 飞机：从北京到上海 火车：从上海到杭州 旅客 = 数据包 交通工具 = 数据链路 交通模式 = 链路层协议 交通代理 = 路由算法 数据链路层服务 帧，链路的接入: 将数据包封装为帧, 加头、尾 共享的媒体需要信道接入 在帧的头部加入“MAC” 地址以标识源和目标 不同于IP地址! 邻居节点间的可靠数据传输 已经学完! 很少用在的误码率的链路 (光纤、一些双绞线) 无线链路: 高误码率 Q: 为什么链路层和传输层都需要可靠的数据传输? 数据链路层服务(more) 流量控制： 发送端与接收端速度匹配 检错 信号衰减和噪声导致错误 接收端发现错误: 发送端重传 纠错: 发送端发现并纠正错误的bit，不需要重传 半双工和全双工 半双工，接收发送端只能同时有一个发送 数据链路层在哪里执行? 每一个主机 在适配器中执行 (网卡) Ethernet card, PCMCI card, 802.11 card 执行链路层和物理层协议 连接到主机的系统总线 硬件、软件、固件的结合 适配器通信 发送端: 将数据包封装成帧 加入错误检测位，可靠数据传输和流量控制等. 接收端 寻找错误,可靠数据传输和流量控制等 提取数据包，并提交给上层 数据链路层 5.1 介绍 5.2 错误的检测与纠正 5.3 多址接入协议 5.4 链路层地址 5.5 以太网 5.6 链路层交换机 5.7 PPP 5.8 ATM 6.9 无线网 错误检测 奇偶校验 Internet checksum (review) Sender: treat segment contents as sequence of 16-bit integers checksum: addition (1’s complement sum) of segment contents sender puts checksum value into UDP checksum field Receiver: compute checksum of received segment check if computed checksum equals checksum field value: NO - error detected YES - no error detected. But maybe errors nonetheless? Checksumming: 循环冗余校验 将数据 D作为二进制数 选择模式（生成式） G goal: 选择 R bit D,R 能够被G模2整除 接收端知道G，用D,R 除以 G. 如果余数不为零则发生错误! 能够发现 r+1 bits 实际应用广泛 (Ethernet, 802.11 WiFi, ATM) CRC 例子 Want: D.2r XOR R = nG equivalently: D.2r = nG XOR R equivalently: if we divide D.2r by G, want remainder R 数据链路层 5.1 介绍 5.2 错误的检测与纠正 5.3 多址接入协议 5.4 链路层地址 5.5 以太网 5.6 链路层交换机 5.7 PPP 5.8 ATM 6.9 无线网 多址接入链路和协议 多址接入协议 简单的共享广播信道 两个或多个节点同时发送，相互干扰 冲突 节点同时收到两个以上的信号 多址接入协议 采用分布式算法决定节点如何共享信道，例如，节点何时可以发送 控制信息与数据共用一个信道! 没有为管理提供额外的信道 理想的多址接入协议 速率为 R bps的广播信道 1. 只有一个节点发送时，它能够以速率R发送. 2. 当有M节点发送时, 每个节点能够以速率R/M发送 3. 完全的非中心控制: 没有一个特殊的节点协调发送 没有同步的时钟和时间片