第3章 数据链路层PPT资料.pptx

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播信道上连接的主机很多，因此必须使专的共享协议来协调这些主机的数据发送，控制协议相对复杂。

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数据链路层讨论的范围；

数据链路层上两种信道。

链路：

结点间的物理通道。

是条源的点到点的物理线路段（双绞线、光纤等），中间没有任何其他交换结点。

条链路只是条通路的个组成部分。

数据链路：

是结点间的逻辑通道。

除了物理线路以外，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：

数据链路=链路+协议链路中通信双的信道使形式不同，会相应有不同的控制协议。

帧：

链路层协议数据单元，封装络层的数据报。

数据链路层：

负责通过条链路从个结点向物理链路直接相连的相邻结点传送帧。

卡实现的物理层和数据链路层协议。

数据链路的例：

城市交通=街道+汽交通规则；

铁路交通=铁轨+运规则；

数据链路层的基本术语,使点对点信道的数据链路层（简化的三层模型）,数据链路层数据链路层概述信道类型三个基本功能封装成帧透明传输差错检测CRC检验法,A的数据链路层把络层交下来的IP数据报添加部和尾部封装成帧。

A把封装好的帧发送给B的数据链路层。

B的数据链路层收到的帧差错，从帧中取出IP数据报交给络层；

否则丢弃这个帧。

结点,帧,数据链路层像个数字管道,数据链路层不必考虑物理层如何实现特传输的细节。

甚还可以更简单地设想好像是沿着两个数据链路层之间的平向把帧直接发送到对。

结点,帧,数据链路层数据链路层概述信道类型三个基本功能封装成帧透明传输差错检测CRC检验法,1001011010,100010100100110,110001101100011,010010111100101,111001100100010,010010110010100,数据链路层的三个基本功能,!

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123A#,B893CD（EFG#HI,J&

K#12LMN（OP6G#）*HI,封装成帧,封装成帧（framing）就是在段数据的前后分别添加部和尾部，然后就构成了个帧。

部和尾部的个重要作就是进帧定界，确定帧的界限。

IP数据报,帧开始,帧结束,发送,发送起始位置,数据链路层数据链路层概述信道类型三个基本功能封装成帧透明传输差错检测CRC检验法,为什么需要规定MTU？

可以这样理解：

物理层发送的和接收的是个个的字；

数据链路层发送和接收的是个个的单词；

接收端法判别字传输错误，但可以判别单词错误。

为什么要封装成帧？

数据链路层数据链路层概述信道类型三个基本功能封装成帧透明传输差错检测CRC检验法,发送在前,帧开始符,帧结束符,如何成帧,当数据是由可打印的ASCII码组成的本件时，帧定界可以使特殊的帧定界符。

控制字符SOH（StartOfHeader）放在帧的最前，表示帧的部开始，控制字符EOT（EndOfTransmission）表示帧的结束。

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接收端误认为的帧,接收端认为效被丢弃,透明传输,数据链路层数据链路层概述信道类型三个基本功能封装成帧透明传输差错检测CRC检验法,字节填充（bytestuffing）或字符填充（characterstuffing）：

发送端的数据链路层在数据中出现控制字符“SOH”或“EOT”的前插个转义字符“ESC”；

接收端的数据链路层在将数据送往络层之前删除插的转义字符；

如果转义字符也出现在数据当中，那么应在转义字符前插个转义字符ESC。

当接收端收到连续的两个转义字符时，就删除其中前的个。

解决办法,数据链路层数据链路层功能三个基本功能透明传输差错检测CRC检验法,原始数据,字节填充后发送出去的数据,字节填充,字节填充,字节填充,发送在前,字节填充解决透明传输问题,差错检测,在传输过程中可能会产特差错：

1可能会变成00也可能变成1；

在段时间内，传输错误的特占所传输特总数的率称为误码率BER（BitErrorRate）。

误码率与信噪有很的关系；

为了保证数据传输的可靠性，在计算机络传输数据时，必须采各种差错检测措施。

数据链路层数据链路层概述信道类型三个基本功能封装成帧透明传输差错检测CRC检验法,CRC循环冗余检验（模2运算即异或运算：

不同为1,相同为0，两0为0）,在数据链路层，泛使了循环冗余检验CRC的检错技术：

在发送端，先把数据划分为组。

假定每组k个特；

假设待传送的组数据M=101001（现在k=6）。

我们在M的后再添加供差错检测的n位冗余码起发送。

n位冗余码的计算：

进制的模2运算进2n乘M的运算，这相当于在M后添加n个0；

得到的（k+n）位的数除以事先选定好的度为（n+1）位的除数P，得出商是Q余数是R，余数R除数P少1位，即R是n位；

将余数R作为冗余码拼接在数据M后发送出去。

数据链路层数据链路层概述信道类型三个基本功能封装成帧透明传输差错检测CRC检验法,原始数据,0000,k位,n位,除数P,n+1位,CRC,n位,原始数据,CRC,除数P,n+1位,余数,n位,接收：

余数为0，接收；

余数不为0：

丢弃。

CRC冗余码的计算,发送,原始数据,0000,k位,n位,n,现在k=6,M=101001。

设n=3,除数P=1101。

被除数是2M=101001000。

模2运算的结果是：

商Q=110101；

余数R=001。

把余数R作为冗余码添加在数据M的后发送出去。

发送的数据是：

2nM+R，即：

101001001，共（k+n）位。

P（除数）,Q（商）2nM（被除数）,R（余数），作为FCS,模运算00=001=110=111=0,CRC计算实例,只要经过严格的挑选，并使位数够多的除数P，那么出现检测不到的差错的概率就很很。

接收端对收到的每帧进CRC检验,若得出的余数R=0，则判定这个帧没有差错，就接受（accept）。

若余数R0，则判定这个帧有差错，就丢弃。

但这种检测法并不能确定究竟是哪个或哪个特出现了差错。

数据链路层数据链路层概述信道类型三个基本功能封装成帧透明传输差错检测CRC检验法,例如：

P（x）=x3+x2+1,表示除数p=1101。

CRC-16=x16+x15+x2+1CRC-CCIT=x16+x15+x12+x5+1CRC-32=x32+x26+x23+x22+x16+x12+x11+x10+x8+x7+x5+x4+x2+x+1,多项式表示CRC法,数据链路层数据链路层概述信道类型三个基本功能封装成帧透明传输差错检测CRC检验法,帧检验序列FCS,在数据后添加上的冗余码称为帧检验序列FCS（FrameCheckSequence）。

循环冗余检验CRC和帧检验序列FCS并不等同：

CRC是种常的检错法，FCS是添加在数据后的冗余码；

FCS可以CRC这种法得出，但CRC并来获得FCS的唯法。

数据链路层数据链路层概述信道类型三个基本功能封装成帧透明传输差错检测CRC检验法,注意,仅循环冗余检验CRC差错检测技术只能做到差错接受（accept）：

“差错接受”是指：

“凡是接受的帧（即不包括丢弃的帧），我们都能以常接近于1的概率认为这些帧在传输过程中没有产差错”；

也就是说：

“凡是接收端数据链路层接受的帧都没有传输差错”（有差错的帧就丢弃不接受）。

要做到“可靠传输”（即发送什么就收到什么）就必须再加上序号、确认和重传机制。

数据链路层数据链路层概述信道类型三个基本功能封装成帧透明传输差错检测CRC检验法,结,数据链路层数据链路层概述信道类型三个基本功能封装成帧透明传输差错检测CRC检验法,三个功能（三个基本问题）：

封装成帧；

透明传输（字节填充）；

差错检测（CRC、FCS）。

点对点协议PPP,PPP协议的特点。

PPP协议的帧格式。

PPP协议的作状态。

数据链路层点对点协议PPPPPP协议的特点PPP的基本要求PPP协议的组成PPP帧格式PPP透明传输可靠传输问题PPP作状态,ISP：

Internet服务提供商,户家庭,PPP协议,电话线,PPP协议经典应,数据链路层点对点协议PPPPPP协议的特点PPP的基本要求PPP协议的组成PPP帧格式PPP透明传输可靠传输问题PPP作状态,PPP协议的特点,1994年成为互联的正式标准。

能够在多种链路上运：

串的、并的；

同步链路、异步链路；

低速链路、速链路；

交换的（动态的）、交换的（静态的）；

电的、光的；

PPPoE（PPPoverEthernet）:

实现了传统以太没有身份验证、加密以及压缩等功能。

数据链路层点对点协议PPPPPP协议的特点PPP的基本要求PPP协议的组成PPP帧格式PPP透明传输可靠传输问题PPP作状态,PPP协议的基本要求,简单：

这是要的要求（最复杂的功能TCP实现，IP也简单且不可可靠），因此数据链路层的PPP没有必要IP复杂；

封装成帧：

必须规定特殊的字符作为帧定界符；

透明性：

必须保证数据传输的透明性；

多种络层协议：

持多种络层协议（IP/IPX）；

多种类型链路：

能够在多种类型的链路上运；

差错检测：

对收到的帧进检测，并丢弃有差错的帧；

数据链路层点对点协议PPPPPP协议的特点PPP的基本要求PPP协议的组成PPP帧格式PPP透明传输可靠传输问题PPP作状态,PPP常简单：

每收到个帧，进CRC检验，如果CRC检验正确，就收下这个帧，反之，就丢弃这个帧，其他什么也不做。

简单,Internet最复杂的部分在TCP协议中，IP也相对较简单，仅提供不可靠的数据报服务。

因此，数据链路层没有必要提供IP协议更多的功能：

数据链路层的帧，不需要纠错，不需要序号，也不需要流量控制；

误码率较的线链路上需要更为复杂的链路层协议；

简单使协议在实现时不容易出错，提了不同商对协议的不同实现的互操作性；

不持多点接，不持半双式或单通信（全双）。

数据链路层点对点协议PPPPPP协议的特点PPP的基本要求PPP协议的组成PPP帧格式PPP透明传输可靠传输问题PPP作状态,PPP协议应满的需求,检测连接状态：

能够及时动检测出链路是否处于正常作状态。

最传送单元：

必须对每种类型的点对点链路设置最传送单元MTU的标准默认值，促进各种实现之间的互操作性。

络层地址协商：

必须提供