第03章-数据链路层-v1.pptVIP

第3章数据链路层 本章学习要求： 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：面向字符型数据链路层协议实例—BSC 掌握：面向比特型数据链路层协议实例— HDLC 掌握：Internet中的数据链路层协议 本章知识点 4.1 数据链路层的基本概念 4.1.1 物理线路与数据链路 链路(link)是一条无源的点到点的物理线路段，中间没有任何其他的交换结点。 一条链路只是一条通路的一个组成部分。 数据链路(data link) 除了物理线路外，还必须有通信协议来控制这些数据的传输。若把实现这些协议的硬件和软件加到链路上，就构成了数据链路。 现在最常用的方法是使用适配器（即网卡）来实现这些协议的硬件和软件。 一般的适配器都包括了数据链路层和物理层这两层的功能。 数据链路层的基本概念 数据链路层的简单模型 数据链路层的简单模型 4.1.2 数据链路层的主要功能 数据链路层最基本的服务是将源机网络层来的数据可靠的传输到相邻 节点的目标机网络层，为达到这一目的，数据链路层必须具备一系列 相应的功能，它们主要有：如何将数据组合成数据块，在数据链路层 中将这种数据块称为帧，帧是数据链路层的传送单位；如何控制帧在 物理信道上的传输，包括如何处理传输差错，如何调节发送速率以使 之与接收方相匹配；在两个网路实体之间提供数据链路通路的建立、 维持和释放管理。 帧同步 差错控制 流量控制 链路管理 数据链路层协议 — 为实现数据链路控制功能而 制定的规程或协议。 4.1.3 差错产生与差错控制方法为什么要设计数据链路层 4.1.3 差错产生的原因和差错类型 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：热噪声和冲击噪声； 由热噪声引起的差错是随机差错，或随机错； 冲击噪声引起的差错是突发差错，或突发错； 引起突发差错的位长称为突发长度； 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。 传输差错产生过程 4.1.4 检错码与纠错码的理解 差错控制方法的两种策略 在通信中，能够自动检测出比特流在通信信道传输过程中产生的错误，并进行纠正的方法 纠错码：不仅能发现差错而且能自动纠正差错的编码 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。 检错码:能自动发现差错的编码 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。 差错控制方法分两类 自动请求重发ARQ。　　在ARQ方式中，当接收端发现差错时，就设法通知发送端重发，直到收到正确的码字为止。ARQ方式只使用检错码。 前向纠错FEC 　　在FEC方式中，接收端不但能发现差错，而且能确定二进制码元发生错误的位置，从而加以纠正。FEC方式必须使用纠错码。 4.1.5编码效率 衡量编码性能好坏的一个重要参数是编码效率R， 它是码字中信息位所占的比例。编码效率越高，即R越 大，信道中用来传送信息码元的有效利用率就越高。 编码效率计算公式为： R=k/n=k/(k+r) k为码字中的信息位位数 r为编码时外加冗余位位数 n为编码后的码字长度 4.1.6常用的检错码 奇偶校验码 奇偶校验码是一种通过增加冗余位使得码字中“１”的 个数为奇数或偶数的编码方法，它是一种检错码。 循环冗余编码CRC 目前应用最广的检错码编码方法之一 循环冗余码（CRC） CRC的工作方法 在发送端产生一个循环冗余码，附加在信息位后面一起发送到接收端，接收端收到的信息按发送端形成循环冗余码同样的算法进行校验，若有错，需重发。 循环冗余编码工作原理 举例： 例2. 已知：接收码字:1100111001　 多项式:T(X)=X9+X8+X5+X4+X3+1　　　　 生成码　:11001? 生成多项式:G(X)=X4+X3+1(r=4)　　　　 求：码字的正确性。若正确，则指出冗余码和信息码 循环冗余校验码的特点 可检测出所有奇数位错 可检测出所有双比特的错 可检测出所有小于、等于校验位长度的 突发错 　 4.1.7 数据链路层-差错控制功能 反馈重发机制的分类 停止等待方式 连续工作方式分类 拉回方式 选择重发方式 实际数据路径 与虚拟数据路径 4.3数据链