【正文】 U 36 成幀 ?如何確定幀的邊界？ 2020/11/17 College of Computer Science, IMU 37 SYN（ synchronization） (同步 )字符，一幀開始發(fā)送 STX（正文開始符） ETX（正文結(jié)束符） SOH（頭部開始符）字段與 STX字段的目的是一樣的。 CRC（ cyclic redundancy check，循環(huán)冗余校驗(yàn)） 、 面向字符協(xié)議的成幀 1． 字符填充方法 CRC ETX Body STX Header SOH SYN SYN 8 8 8 8 8 16 2020/11/17 College of Computer Science, IMU 38 幀的數(shù)據(jù)部分中可能有與控 制字符相同的字符，這時(shí)可以對該字符之前加上 DLE作以區(qū)分。 可以有： ETX 〉 DLE ETX DLE 〉 DLE DLE 這樣，正文中可以發(fā)送任何數(shù)據(jù)，即對上層數(shù)據(jù)沒有任何限制。 因?yàn)樵谶@種方法中，對 幀 的數(shù)據(jù)部分插入了額外的字符，所以稱為字符填充方法。 2020/11/17 College of Computer Science, IMU 39 2．字節(jié)計(jì)數(shù)方法 包含在一個(gè)幀中的字節(jié)數(shù)放在幀頭部的一個(gè)字段中。 實(shí)例： DECNET網(wǎng)的 DDCMP協(xié)議采用這種方法。 CRC Body Header Count Class SYN SYN 8 8 8 14 42 16 圖 DDCMP 幀 格 式 缺點(diǎn)：若 Count出錯(cuò)，可能會產(chǎn)生累計(jì)多個(gè)錯(cuò)誤 。 2020/11/17 College of Computer Science, IMU 40 差錯(cuò)檢測的基本方法 ?（ 1）二維奇偶校驗(yàn)（ Twodimensional Parity） ?（ 2）校驗(yàn)和（ Checksum），如一些因特網(wǎng)協(xié)議 ?（ 3）循環(huán)冗余校驗(yàn)（ Cyclic Redundancy Check，CRC）。 可靠傳輸 停止等待協(xié)議 滑動窗口協(xié)議 2020/11/17 College of Computer Science, IMU 42 編碼 成幀 校驗(yàn)等技術(shù)解決了數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕炯夹g(shù)問題。 但是，怎樣保證網(wǎng)頁信息的完整和準(zhǔn)確？ 2020/11/17 College of Computer Science, IMU 43 網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)谋举|(zhì)是數(shù)據(jù)幀的發(fā)送與接收。 ? 一般而言，每一個(gè)網(wǎng)頁都是由多個(gè)數(shù)據(jù)包組成的。 R 1 發(fā)方向收方發(fā)送一個(gè)個(gè)的幀，發(fā)方如何知道發(fā)送的幀是否到達(dá)收方？數(shù)據(jù)幀丟失了如何處理？錯(cuò)序到達(dá)又如何處理？這些都屬于可靠傳輸問題。 2 3 4 5 2020/11/17 College of Computer Science, IMU 44 ? 確認(rèn) （ 簡稱 ACK） ? 超時(shí) （ timeout） ? 重發(fā) （ retransmit） 2020/11/17 College of Computer Science, IMU 45 停止等待協(xié)議 ?停止等待 (stopandwait)的思想：發(fā)送方傳輸一幀之后 ， 在傳輸下一幀之前等待一個(gè)確認(rèn) 。 如果在某段時(shí)間之后確認(rèn)沒有到達(dá) ，則發(fā)送方超時(shí) ， 重發(fā)原始幀 。 2020/11/17 College of Computer Science, IMU 46 時(shí)間 超時(shí) 發(fā)送方 接收方 幀 ACK （ a）確認(rèn)在超時(shí)前到達(dá) 超時(shí) 發(fā)送方 接收方 幀 幀 ACK 超時(shí) (b) 原始幀丟失 ?發(fā)送方在鏈路上只有一個(gè)未確認(rèn)的幀，這可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鏈路的容量 2020/11/17 College of Computer Science, IMU 47 滑動窗口協(xié)議 發(fā)送方為每一幀賦一個(gè)序號，記作SeqNum。假設(shè) SeqNum能無限增大。 2020/11/17 College of Computer Science, IMU 48 發(fā)送方 接收方 正常情況下數(shù)據(jù)包的傳輸過程： 1 3 4 5 6 2 Ack 7 滑動窗口算法基本思路 2020/11/17 College of Computer Science, IMU 49 發(fā)送方 接收方 數(shù)據(jù)包丟失和錯(cuò)序到達(dá)的傳輸過程： 1 2 4 5 6 Ack 3 Ack 滑動窗口算法對丟包和錯(cuò)序到達(dá)的處理 2020/11/17 College of Computer Science, IMU 50 發(fā)送方 接收方 1 2 4 5 6 Ack 3 Ack 為了進(jìn)行流量控制，滑動窗口算法還需引入窗口大小的限制 在剛才的例子中，發(fā)完 2之后，還沒有等到 2ack，就又將 3發(fā)了出去，甚至 5都可發(fā)出去。這樣做有利于管道滿載。但是，最多能發(fā)多少呢？ 我們有窗口的大小來控制它！ 2020/11/17 College of Computer Science, IMU 51 發(fā)送方維護(hù) 3個(gè)變量： （ 1） 發(fā)送窗口大小 （ send window size） ，記作 SWS， 給出發(fā)送方能夠發(fā)送但未確認(rèn)的幀數(shù)的上界； （ 2） LAR表示 最近收到的確認(rèn)幀 （ last acknowledgement received） 的序號 （ 3） LFS表示 最近發(fā)送的幀 (last frame sent)的序號 ， 發(fā)送方還維持下式： LFSLAR=SWS 2020/11/17 College of Computer Science, IMU 52 LFSLAR=SWS 發(fā)方的工作： 當(dāng)一個(gè)確認(rèn)到達(dá)時(shí)，發(fā)送方向右移動 LAR，允許發(fā)送方發(fā)送另一幀。同時(shí)，發(fā)送方為所發(fā)的每個(gè)幀設(shè)置一個(gè)定時(shí)器，如果定時(shí)器在 ACK到達(dá)之前超時(shí)，則重發(fā)此幀。 注意：發(fā)送方必須可以存儲 SWS個(gè)幀，因?yàn)樵谒鼈兊玫酱_認(rèn)之前可能重發(fā)。 =SWS LAR LFS 圖 發(fā)送方的滑動窗口 2020/11/17 College of Computer Science, IMU 53 設(shè) SeqNumToACK表示未被確認(rèn)幀的最大序號 確認(rèn)方式：累積的（ cumulative）確認(rèn)。只對SeqNumToACK這一幀發(fā)確認(rèn)，表示序號小于等于SeqNumToACK的幀都已收到。 在累計(jì) ACK時(shí)，可通過對某幀的重復(fù) ACK，來提醒發(fā)方某幀未收到。如應(yīng)收 6,7,8幀，但收到幀 7,8，幀 6未到，收方可為幀 5多發(fā)一個(gè) ACK來暗示幀 6的丟失。 =RWS LFR LAF NFE 2020/11/17 College of Computer Science, IMU 54 接收方可以設(shè)置接收窗口 RWS，窗口內(nèi)的接收，窗口外的丟棄。這樣可以實(shí)現(xiàn)流量控制。 接收方可以將 RWS設(shè)置為任何想要的值。 （ 1） RWS （ 收方窗口大小 ） =1， 表示接收方不存儲任何錯(cuò)序到達(dá)的幀； （ 2） RWS=SWS， 表示接收方能夠緩存發(fā)送方傳輸?shù)娜魏螏?。 （ 3） 由于錯(cuò)序到達(dá)的幀不可能超過 SWS個(gè) ，所以設(shè)置 RWS SWS沒有意義 。 2020/11/17 College of Computer Science, IMU 55 ? 在有限的頭部字段中說明幀的序號，所以序號不可能無限增大。 例：一個(gè) 3比特序號意味著有 8個(gè)可用序號0… 7 ，因此序號必須可重用， ? 需解決的問題是： 要能夠區(qū)別同一序號的不同次發(fā)送？ 2．有限序號和滑動窗口 2020/11/17 College of Computer Science, IMU 56 假設(shè)： n 為序號比特?cái)?shù) ,發(fā)方窗口大小=2n1， 一切正常時(shí)： SWS=7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 ACK RWS=7 2020/11/17 College of Computer Science, IMU 57 ACK丟失，發(fā)方超時(shí)，重發(fā) 06幀，收方此時(shí)希望收到 7， 05幀，則會認(rèn)為發(fā)方重發(fā)的幀為新幀，收下，出錯(cuò)。 原因：接收窗口滑動之后期望的幀序號與上一輪序號重合所致 SWS=7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 ACK RWS=7 x 不正常時(shí)： 2020/11/17 College of Computer Science, IMU 58 當(dāng) RWS = SWS時(shí)，發(fā)送窗口的大小不 能大于可用序號數(shù)的一半。 第三章 簡單的網(wǎng)絡(luò) （沖突的解決：訪問控制） ? 本章介紹 3個(gè)特定的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)： ?（ 1）載波監(jiān)聽多路訪問（ CSMA）網(wǎng)，如以太網(wǎng)（ ） ?（ 2）令牌環(huán)（ IEEE ）， FDDI ?（ 3) 無線網(wǎng)（ ） 可操作的局域網(wǎng)的安全機(jī)制 體系結(jié)構(gòu) 、 網(wǎng)絡(luò)互連 802． 2 邏輯鏈路控制 （ LLC） CSMA/CD MAC 物理層 令牌總線 MAC 物理層 令牌環(huán)網(wǎng) MAC 物理層 城域網(wǎng)MAN MAC 物理層 語音數(shù)據(jù)綜合 局域網(wǎng) 無線 局域網(wǎng) 寬帶技術(shù) 光纖技術(shù) 圖 IEEE802 內(nèi)部結(jié)構(gòu)關(guān)系 局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn) 以太網(wǎng)的介質(zhì)訪問控制 ? 網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)發(fā)生沖突，則接收到的數(shù)據(jù)產(chǎn)生混亂，只能在信道空閑時(shí)重發(fā)，效率大幅降低。 ? 以太網(wǎng)的 介質(zhì)訪問控制（ Media Access Control， MAC） 。它通常在網(wǎng)絡(luò)適配器上以硬件方式實(shí)現(xiàn)。 ? 發(fā)方 ： 一旦某個(gè)站要發(fā)送一幀，它就立刻發(fā)送。然后監(jiān)聽一段時(shí)間。 如果期間該站收到一個(gè)確認(rèn)，則發(fā)送成功，否則，它將重新發(fā)送該幀，如果該站在重復(fù)發(fā)送后仍沒有收到確認(rèn)，它將放棄。 （ 1） ALOHA隨機(jī)訪問控制方法 沖突 ? 以太網(wǎng)的問題： 以太網(wǎng)上的任意一個(gè)主機(jī)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)都能夠到達(dá)所有其它主機(jī)。這是好的一面。不好的一面是，所有這些主機(jī)競爭訪問同一條鏈路，稱它們處在同一個(gè) 沖突域（ collision domain）中。 ALOHA的信道利用率為 18%。 A B C C D E F ALOHA隨機(jī)訪問方法，有如下特點(diǎn) ： ① 各站間無需任何的協(xié)調(diào)或約束。 ② 如果網(wǎng)中兩個(gè)以上的站同時(shí)往信道上發(fā)送數(shù)據(jù)， 它們會互相干擾從而破壞數(shù)據(jù)的正確性。 ③ 隨著信道負(fù)載的增加（發(fā)送信息幀的用戶增加或 發(fā)送信息幀的頻率的增加），沖突將加劇。在重 負(fù)載下，信道的吞吐量就會變得很低，甚至最后 趨于 O。 ? 為避免一個(gè)幀快傳完時(shí)被別的站的發(fā)送沖突引入 分時(shí)（時(shí)間片） ALOHA ? 改進(jìn)的 ALOHA： 分時(shí)（時(shí)間片） ALOHA 在這種模式中， 網(wǎng)中各站只能在每個(gè)時(shí)間片開始的時(shí)候發(fā)送信息幀，其它的時(shí)間不能發(fā)送。這樣減少了產(chǎn)生沖突的概率，提高了信道的利用率，其最大的信道利用率約為 ％。 ? 局域網(wǎng)重要性質(zhì) ： 幀的發(fā)送時(shí)延 遠(yuǎn)大于 幀在站間傳播時(shí)延 ，當(dāng)一個(gè)站發(fā)送時(shí)，其它的站立即就知道了，因此，如果能檢測到，它們會等到一個(gè)站發(fā)完后再發(fā)，可減少沖突，這樣只有兩站 幾乎同時(shí) 發(fā)時(shí)才沖突。如果在發(fā)之前檢測一下信道就可以把別人在發(fā)，自己也在發(fā)所產(chǎn)生的沖突避免掉。 ? 要發(fā)送的站首先監(jiān)聽信道，判斷是否有其它站正在發(fā)送（載波監(jiān)聽），如果信道正在被使用，該站必須等待，如果信道空閑，該站可以發(fā)，站在發(fā)送后等一段時(shí)間，收到確認(rèn)，則認(rèn)為成功，否則，沖突重發(fā)。 （ 2） CSMA技術(shù)（載波監(jiān)聽多路訪問方法 ） CSMA弊端：已經(jīng)沖突了，但發(fā)方還是要將數(shù)據(jù)發(fā)送完畢，等到收