计算机数据链路层PPT文件格式下载.ppt

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（22）帧定界（帧同步）：

帧定界（帧同步）：

区分帧边界区分帧边界（33）流量控制：

流量控制：

收发速度匹配收发速度匹配（44）差错控制：

差错控制：

保证数据正确保证数据正确（5）区分控制信息和数据信息。

区分控制信息和数据信息。

（7）寻址：

寻址：

确定正确目标。

3.1数据链路层的主要功能数据链路层的主要功能（6）透明传输：

透明传输：

可以传输任意比特组合可以传输任意比特组合3.2差错控制差错控制：

有效在检测出存在于数据中的差错并进行差错控制：

有效在检测出存在于数据中的差错并进行纠正的过程纠正的过程。

6通常应付传输差错应付传输差错的办法如下：

1、肯定应答。

接收器对收到的帧校验无误后送回肯定应答信号ACK，发送器收到肯定应答信号后可继续发后续帧。

2、否定应答重发。

接收器收到一个帧后经较验发现错误，则送回一个否定应答信号NAK。

发送器必须重新发送出错帧。

3、超时重发。

发送器发送一个帧时就开始计时。

在一定时间间隔内没有收到关于该帧的应答信号，则认为该帧丢失并重新发送。

7检错码和纠错码纠错码纠错码：

通过某种编码纠正传输差错。

：

例如：

海明码。

检错码检错码：

通过某种编码检查传输是否通过某种编码检查传输是否出错。

出错。

奇偶校验、例如：

奇偶校验、CRC校验。

校验。

3.3流量控制与可靠传输机制n流量控制、可靠传输与滑动窗口机制n单帧滑动窗口与停止-等待协议n多帧滑动窗口和后退N帧协议（GNB）n多帧滑动窗口与选择重传协议（SR）89流量控制目的流量控制流量控制只与某发送者和某接收者之间的点到点通信量点到点通信量有关有关。

它的任务是确保一个发送者传输数据的速率不能超过接收者所能承受的速率。

流量控制几乎总是涉及到接收者，接收者要向发送者送回另一端情况如何的一些直接反馈。

流量控制方法停止等待停止等待一次发送一帧窗口一次发送一帧窗口滑动窗口滑动窗口一次发送若干帧一次发送若干帧滑动窗口固定大小滑动窗口固定大小信用量信用量一次发送若干帧一次发送若干帧滑动窗口尺寸动态变化滑动窗口尺寸动态变化停止等待流量控制源站发送数据帧目的站收到该帧后给予确认（ACK）回答源站等待并收到ACK后，再发送下一帧目的站通过不回送ACK来终止流量对于少量的长帧行之有效停止等待示意滑动窗口流量控制若一次仅允许传输一帧，导致严重的低效率滑动窗口流控允许连续传送多帧接收方缓冲长W发送方可以连续发送W帧后才需ACK给每帧编个号ACK帧中包含所期望的下一帧的编号以字段大小（k）所限定的序号以2k为模对帧进行编号14n发送窗口为允许最大发送的帧数；

发送窗口为允许最大发送的帧数；

n每发送一帧，允许发送帧的数目减每发送一帧，允许发送帧的数目减11；

发送窗口的位置不变。

n每收到一个确认，窗口向前滑动。

每收到一个确认，窗口向前滑动。

一一.发送窗口发送窗口n等待接收的帧，认为它们在接收窗等待接收的帧，认为它们在接收窗口内；

口内；

n按序收到一个窗口内的帧，窗口滑按序收到一个窗口内的帧，窗口滑动；

动；

n接收方可以使用捎带确认；

可以收接收方可以使用捎带确认；

可以收到多个帧发回到多个帧发回11个确认；

个确认；

n对于连续对于连续ARQARQ协议，接收方必须按协议，接收方必须按序的接收帧，因此有序的接收帧，因此有WWRR=1=1。

15二二.接收窗口接收窗口三.窗口大小的限制nWT与序号位数有关n如果序号为如果序号为nn位，位，WWTT可以为多大？

可以为多大？

WWTT+W+WRR22nn，nn为序号的位数为序号的位数。

而WT22nn-1-116SlidingWindowDiagram发送方滑动窗口当发送出数据时，滑动窗口从左边开始收缩；

当收到确认时，滑动窗口向右扩展接收方滑动窗口当接收到数据时，滑动窗口从左边开始收缩；

当发送确认时，滑动窗口向右扩展滑动窗口实例Windowsizeislimitedto7（2k-1）SeeP.172173又一个滑动窗口实例多帧滑动窗口和滑动窗口协议n在多帧应答的差错控制机制中，必须采用滑动窗口协议来解决通信双方的同步问题。

在滑动窗口协议中，允许发送站连续发送多个数据帧后再停下来等待接收站的应答帧。

n在这些帧中，可能某个中间帧出现错误，而其它的帧都是正确的。

发送站可采用两种重发策略来纠正出错的帧：

一种是重发从出错帧开始的所有帧，而不论后续的帧是否出错，这种重发策略称为后退n帧协议；

另一种是只重发出错帧，而保留后续正确的帧，这种重发策略称为选择重发协议。

22选择重传协议（SR）23亦称选择重传仅重传拒绝的帧接收方接受后续帧并给予缓存使重传最小化接收方必须维护足够大的缓存，且必须包含将重传帧以恰当顺序重新插入的逻辑发送方也需要具有发送失序帧能力的更复杂逻辑选择重传-图例一个例子第4帧损坏或丢失接收方返回SREJ-4并接受后续帧发送方收到SREJ-4并重传第4帧接收方收到第4帧并以恰当顺序将其插入缓冲RR-1丢失发送方计时器超时并送RR（P=1）接收方发送RR-3并作好接收第3帧的准备选择重传的窗口尺寸选择拒绝的窗口大小限制比回退N帧更严格考虑一个为7的窗口大小（23-1）发送方发送第0帧至第6帧到接收方接收方收到全部七帧并以RR7给予累积确认，且已将接收窗口前移以接受第7,0,1,2,3,4和5帧由于突发噪声,RR7丢失发送方超时并重传第0帧上述的问题是发送窗口与接收窗口之间有重叠为克服该问题，最大窗口大小不应大于序号范围为克服该问题，最大窗口大小不应大于序号范围的一半的一半3.4介质访问控制n信道划分介质访问控制n随机访问介质访问控制n轮询访问介质访问控制263.4.1信道划分介质访问控制n频分多路复用：

频分多路复用：

是一个利用载波频率的取得、信号对载波的调制、调制信号的接收、滤波和解调等手段，实现多路复用的技术。

n波分多路复用：

波分多路复用：

在一条光纤信道上，按照光波的波长不同划分成若干个子信道，每个信道传输一路信号。

n时分多路复用：

时分多路复用：

把一个物理信道划分成若干个时间片，每一路信号使用一个时间片。

各路信号轮流使用这个物理信道。

n码分多路复用：

码分多路复用：

每个用户可在同一时间使用同样的频带进行通信，但是用的是基于码型的分割信道的方法，即每个用户分配一个经过特俗挑选的不同码形。

通信各方之间不会相互干扰，且抗干扰能力强272022/11/628频分复用图示信道channels29复用的时域图30解复用的时域图2022/11/631时分复用2022/11/632TDM复用示例33TDM解复用示例2022/11/634波分复用是光纤通信中使用的一种复用方式不同的波长的光信号通过同一根光纤传输在概念上与频分复用相同采用不同源的窄带光组成一个宽带光棱镜用作波分复用及其多路分解注意与多模信号的区别光纤波分复用2022/11/635波分复用图示波分复用原理方框图3.4.2随机访问介质访问控制nALOHAALOHA协议协议nALOHA协议和它的后继者CSMA/CD都是随机访问或者竞争发送协议。

随机访问意味着对任何站都无法预计其发送的时刻；

竞争发送是指所有发送的站自由竞争信道的使用权。

nAloha协议或称Aloha技术、Aloha网，是世界上最早的无线电计算机通信网。

它是1968年美国夏威夷大学的一项研究计划。

Aloha网络可以使分散在各岛的多个用户通过无线电信道来使用中心计算机，从而实现一点到多点的数据通信。

由此可见，ALOHA采用的是一种随机接入的信道访问方式3738nALOHAALOHA协议分为纯协议分为纯ALOHAALOHA和时隙和时隙ALOHAALOHA两种两种nALOHA协议的思想很简单，只要用户有数据要发送，就尽管让他们发送。

当然，这样会产生冲突从而造成帧的破坏。

但是，由于广播信道具有反馈性，因此发送方可以在发送数据的过程中进行冲突检测，将接收到的数据与缓冲区的数据进行比较，就可以知道数据帧是否遭到破坏。

同样的道理，其他用户也是按照此过程工作。

如果发送方知道数据帧遭到破坏（即检测到冲突），那么它可以等待一段随机长的时间后重发该帧。

n时隙ALOHA协议。

思想是用时钟来统一用户的数据发送。

办法是将时间分为离散的时间片，用户每用户每次必须等到下一个时间片才能开始发送数据次必须等到下一个时间片才能开始发送数据，从而避免了用户发送数据的随意性，减少了数据产生冲突的可能性，提高了信道的利用率。

CSMA协议n载波监听多点接入CSMA（CarrierSenseMultipleAccess）是从ALOHA演变出的一种改进协议，又称为载波侦听多点访问。

由于采用了附加的硬件由于采用了附加的硬件装置，每个站都能在发送数据前监听信道上其他装置，每个站都能在发送数据前监听信道上其他站是否在发送数据。

如在发送，则此站就暂不发站是否在发送数据。

如在发送，则此站就暂不发送数据，从而减少了发生冲突的可能。

送数据，从而减少了发生冲突的可能。

这样就提高了整个系统的吞吐量。

nCSMA协议是在ALOHA协议的基础上提出的。

它与ALOHA的主要区别就是多了一个载波监听装置，这种装置提供的功能通常称为发送前监听。

39CSMA协议种类n1-坚持CSMA：

当发送节点监听到信道空闲时，立即发送数据，否则继续监听nP-坚持CSMA：

当发送节点监听到信道空闲时，以概率p发送数据，以概率（1-p）延迟一段时间并重新监听n非坚持CSMA：

当发送节点监听到信道空闲时，立即发送数据，否则延迟一段随机的时间再重新监重新监听听40CSMA/CD协议CSMA/CD（CarrierSenseMultipleAccess/CollisionDetect）即载波监听多路访问/冲突检测方法n是一种争用型的介质访问控制协议。

它起源于美国夏威夷大学开发的ALOHA网所采用的争用型协议，并进行了改进，使之具有比ALOHA协议更高的介质利用率。

nCSMA/CD控制规程：

n控制规程的核心问题：

解决在公共通道上以广播方式传送数据中可能出现的问题（主要是数据碰撞问题）n控制过程包含四个处理内容：

侦听、发送、侦听、发送、检测、冲突处理检测、冲突处理41练习根据CSMA/CD协议的工作原理，需要提高最短帧长度的是（）A网络传输速率不变，冲突域的最大距离变短B上层协议使用TCP的概率增加C在冲突域不变的情况下减少线路的中继器数量D冲突域的最大距离不变，网络传输速率提高43nCSMA/CD控制方式的优点是：

原