[理學]計算機網絡技術第3章(已修改)
2025-01-16 18:09 本頁面
【正文】 第 3章 數據鏈路層 導入 ? PPP協議是目前Inter上使用最為廣泛的點對點數據鏈路層協議。 ? 什么是數據鏈路層？其功能是什么？它包括哪些設計要點和關鍵技術？數據鏈路層協議包含哪些基本類型和具體實現方法？ 主要內容 ? 數據鏈路層的基本概念 ? 差錯控制編碼技術 ? 數據鏈路層協議 ? 數據鏈路層協議示例 數據鏈路層的基本概念 ? 鏈路和數據鏈路 ? 數據鏈路層為網絡層提供的服務 ? 數據鏈路層設計要點 ?數據鏈路層屬于計算機網絡的低層，數據鏈路層的主要功能是在不可靠的物理線路上實現數據的可靠傳輸，即數據鏈路層提供網絡中相鄰節(jié)點之間的可靠的數據通信。 ?數據鏈路層按使用信道類型的不同可以分為點對點信道的數據鏈路層和廣播信道的數據鏈路層兩種。本章主要介紹前者。 鏈路和數據鏈路 ? 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議 (規(guī)程 )，或者說把實現通信協議（規(guī)程）的硬件或軟件加在鏈路上，就構成了數據鏈路，也稱邏輯鏈路。 數據鏈路層為網絡層提供的服務 ? 設立數據鏈路層的主要目的 ? 將原始的、不可靠的物理線路變?yōu)閷W絡層無差錯的數據鏈路。為了實現這個目的，數據鏈路層必須實現鏈路管理、成幀與透明傳輸、流量控制、差錯控制等功能。 ? 數據鏈路層必須實現鏈路管理、成幀與透明傳輸、流量控制、差錯控制等功能。 ? 數據鏈路層為網絡層提供的服務中最主要的是 ? 將數據從源主機的網絡層傳輸到目的主機的網絡層。 數據鏈路層提供以下 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，絕大多數局域網中均采用此項服務。 ? 2. 有確認的無連接服務 ? 數據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 ? 數據鏈路層的面向連接的服務為網絡層提供了可靠的數據傳輸服務。 ? 面向連接的服務的數據傳輸要經過 3個不同的階段：建立連接、數據傳輸和釋放連接。 數據鏈路層設計要點 ? 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 ? 在數據鏈路層，數據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據是什么樣的比特組合（字符型數據或二進制數據），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的問題示例 流量控制 ? 流量控制實際上是對發(fā)送方數據流量的控制，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)送數據的速率，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） 流量控制并不是數據鏈路層特有的功能，許多高層協議也提供流量控制功能，只不過流量控制的對象不同而已。 對于數據鏈路層來說，控制的是相鄰兩節(jié)點之間數據鏈路上的流量，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據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，從而實現數據鏈路層的可靠傳
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