[理學]計算機網(wǎng)絡技術第3章(已修改)
2025-01-16 18:09 本頁面
【正文】 第 3章 數(shù)據(jù)鏈路層 導入 ? PPP協(xié)議是目前Inter上使用最為廣泛的點對點數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議。 ? 什么是數(shù)據(jù)鏈路層？其功能是什么？它包括哪些設計要點和關鍵技術？數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議包含哪些基本類型和具體實現(xiàn)方法？ 主要內(nèi)容 ? 數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念 ? 差錯控制編碼技術 ? 數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議 ? 數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議示例 數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念 ? 鏈路和數(shù)據(jù)鏈路 ? 數(shù)據(jù)鏈路層為網(wǎng)絡層提供的服務 ? 數(shù)據(jù)鏈路層設計要點 ?數(shù)據(jù)鏈路層屬于計算機網(wǎng)絡的低層，數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能是在不可靠的物理線路上實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠傳輸，即數(shù)據(jù)鏈路層提供網(wǎng)絡中相鄰節(jié)點之間的可靠的數(shù)據(jù)通信。 ?數(shù)據(jù)鏈路層按使用信道類型的不同可以分為點對點信道的數(shù)據(jù)鏈路層和廣播信道的數(shù)據(jù)鏈路層兩種。本章主要介紹前者。 鏈路和數(shù)據(jù)鏈路 ? 鏈路，又叫物理鏈路，是一條無源的點到點的物理線路，中間沒有任何交換節(jié)點。 ? 物理鏈路加上必要的通信協(xié)議 (規(guī)程 )，或者說把實現(xiàn)通信協(xié)議（規(guī)程）的硬件或軟件加在鏈路上，就構成了數(shù)據(jù)鏈路，也稱邏輯鏈路。 數(shù)據(jù)鏈路層為網(wǎng)絡層提供的服務 ? 設立數(shù)據(jù)鏈路層的主要目的 ? 將原始的、不可靠的物理線路變?yōu)閷W(wǎng)絡層無差錯的數(shù)據(jù)鏈路。為了實現(xiàn)這個目的，數(shù)據(jù)鏈路層必須實現(xiàn)鏈路管理、成幀與透明傳輸、流量控制、差錯控制等功能。 ? 數(shù)據(jù)鏈路層必須實現(xiàn)鏈路管理、成幀與透明傳輸、流量控制、差錯控制等功能。 ? 數(shù)據(jù)鏈路層為網(wǎng)絡層提供的服務中最主要的是 ? 將數(shù)據(jù)從源主機的網(wǎng)絡層傳輸?shù)侥康闹鳈C的網(wǎng)絡層。 數(shù)據(jù)鏈路層提供以下 3種可能服務 ? 1. 無確認的無連接服務 ? 當線路通信質量高 (錯誤率很低 )時，或在實時通信中，此類服務是很合適的。 ? 目前，絕大多數(shù)局域網(wǎng)中均采用此項服務。 ? 2. 有確認的無連接服務 ? 數(shù)據(jù)鏈路層上提供確認只是一種優(yōu)化，而永遠不應該是一種要求。此類服務用在不可靠的無線信道上是非常適合的。 ? 3. 有確認的面向連接服務 ? 數(shù)據(jù)鏈路層的面向連接的服務為網(wǎng)絡層提供了可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務。 ? 面向連接的服務的數(shù)據(jù)傳輸要經(jīng)過 3個不同的階段：建立連接、數(shù)據(jù)傳輸和釋放連接。 數(shù)據(jù)鏈路層設計要點 ? 組幀與幀同步 ? 透明傳輸 ? 流量控制 ? 差錯控制 ? 尋址 組幀與幀同步 ? 在數(shù)據(jù)鏈路層，數(shù)據(jù)傳送的基本單位是幀 。 ? 組幀主要是便于進行錯誤檢測和糾正，在某些情況下可提高傳輸效率。 ? 幀同步是指接收端應當能從收到的比特流中準確地區(qū)分出一幀的開始和結束的位置。 ? 網(wǎng)絡傳輸中很難保證計時的正確和一致（很難保證收發(fā)雙方的時鐘能精確一致），所以采用依靠時間或時間間隔關系來標識一幀的開始和結束位置的方法顯然是不可行的。 常用的有 4種幀同步方法 ? 字節(jié)計數(shù)法 ? ? 字符填充首尾定界法 ? ? 比特填充首尾定界法 ? 物理層違例編碼法 透明傳輸 ? 透明傳輸就是不管所傳數(shù)據(jù)是什么樣的比特組合（字符型數(shù)據(jù)或二進制數(shù)據(jù)），都應當能夠在鏈路上安全可靠地傳輸。 非透明傳輸舉例 字節(jié)填充法解決透明傳輸問題的示例 比特填充法解決透明傳輸?shù)膯栴}示例 流量控制 ? 流量控制實際上是對發(fā)送方數(shù)據(jù)流量的控制，使其發(fā)送速率不至于超過接收端的處理能力。 ? 當接收端來不及接收時，就必須及時控制發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)的速率，以使收發(fā)雙方達到匹配。 ? 流量控制常用的方法有兩種。 ? 基于反饋的流量控制（ FeedbackBased Flow Control） ? 基于速率的流量控制（ RateBased Flow Control） 流量控制并不是數(shù)據(jù)鏈路層特有的功能，許多高層協(xié)議也提供流量控制功能，只不過流量控制的對象不同而已。 對于數(shù)據(jù)鏈路層來說，控制的是相鄰兩節(jié)點之間數(shù)據(jù)鏈路上的流量，而對于運輸層來說，控制的則是從源主機到目的主機之間端對端的流量。 差錯控制 ? 前向糾錯（ Forward Error Correction, FEC） ? 即接收方收到有差錯的數(shù)據(jù)幀時能自動將差錯改正過來。 ? 這種方法的開銷較大，不適合于計算機網(wǎng)絡通信。 ? 自動請求重發(fā) (Automatic Repeat reQuest, ARQ) ? 即接收方如果檢測出收到的幀中有差錯，就讓發(fā)送方重復發(fā)送這一幀，直到接收方正確收到這一幀為止。 ? 這種方法在計算機網(wǎng)絡通信中是最常用的。 ? 傳輸差錯可分為兩大類：一類是比特差錯；而另一類就是出現(xiàn)了幀丟失、幀重復或幀失序。 ? 要解決這兩類傳輸差錯問題，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層的可靠傳
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