數(shù)據(jù)鏈路層-計算機通信網(wǎng)computernetwork-全文預(yù)覽
【正文】 HDLC ? 高級數(shù)據(jù)鏈路控制（ HighLevel Data Link Control）是由國際標準化組織制定的面向位的有序鏈路層協(xié)議。 ? 接收端正確收到重發(fā)的幀后，可對其后連續(xù)的已接收的正確幀作一次總體確認（最大序號的確認），并交送網(wǎng)絡(luò)層。 ? 出錯全部重發(fā)協(xié)議只要求發(fā)送端保持一定數(shù)量的緩存來保存沒有確認的數(shù)據(jù)幀，對接收端沒有緩存的要求。 ? 由于接收窗口的尺寸為 1，接收端只能按順序地接受數(shù)據(jù)幀，一旦某個幀出錯或丟失，只能簡單地丟棄該幀及其所有的后續(xù)幀（因為發(fā)送窗口的尺寸是大于 1的），不作任何確認。 ? 當接收到接收窗口下沿幀時，會將其連同后面連續(xù)的若干個檢驗過的正確幀按順序交給網(wǎng)絡(luò)層，在發(fā)回確認幀的同時將接收窗口向前滑動相應(yīng)的數(shù)量。 ? 允許接收的幀的數(shù)量稱為接收窗口尺寸。 ? 允許連續(xù)發(fā)送的幀的數(shù)量稱為發(fā)送 窗口尺寸 ，表示為 W。 滑動窗口（ Slide Windows）協(xié)議 ? 滑動窗口協(xié)議是一種非常可靠、適用于各種條件的通用流量控制協(xié)議，特別是在效率、復(fù)雜性及對緩沖區(qū)的需求等方面可作靈活調(diào)配。 ? 當一方收到對方的數(shù)據(jù)幀后： ? 若正好也有數(shù)據(jù)需發(fā)給對方，則立即可使用捎帶應(yīng)答。假設(shè)一個幀的發(fā)送時間為 20ms，并且不考慮目的站的處理時間，且認為確認幀非常短。 ? 接收端收到一個幀后，對其序號和 N(R)進行比較： ? 若不等，則將其作為重復(fù)幀而丟棄； ? 若相等則對其接收，經(jīng)校驗正確并送交網(wǎng)絡(luò)層后，將 N(R)加 1（模 2運算）并放入確認幀中反饋回發(fā)送端；若校驗出錯，則丟棄出錯的幀，保持 N(R)的值不變并放入確認幀中反饋回發(fā)送端。這是由于在本協(xié)議中，發(fā)送端每發(fā)送一個幀都是建立在此幀之前的所有幀都已正確發(fā)送的基礎(chǔ)上，只需區(qū)分相鄰的兩個連續(xù)幀即可避免重復(fù)的可能。但由于幀會丟失，發(fā)送端可能收不到反饋的確認幀，因此發(fā)送端必須引入 超時機制 （ time out），即增加一個定時計數(shù)器，在一定時間后對沒有確認的幀進行重發(fā)，也稱作 ARQ（ Automatic Retransmit reQuest）。 ? 為了防止發(fā)送快于接收而造成數(shù)據(jù)丟失，發(fā)送端在發(fā)送一幀后必須停止發(fā)送，等待接收端發(fā)回的反饋確認 短幀；接收端在收到一個幀并發(fā)送網(wǎng)絡(luò)層后，需向發(fā)送端發(fā)一反饋確認短幀（不需包含任何信息，因為信道是無差錯的），表示可發(fā)新幀。根據(jù)突發(fā)錯誤長度的定義，其第 1位和最后 1位必須是 1，因此與 G（ X）完全相同的概率為（ 1/2） r1。 多項式編碼（循環(huán)冗余碼 CRC） ? CRC（ Cyclic Redundancy Check) ? CRC編碼的一般操作：給定一個 m比特的幀或報文，發(fā)送方生成 r比特的序列（也稱為幀檢驗序列 FCS， Frame Check Series），形成（ m+r）的碼字，該碼字能被某個事先確定的數(shù)整除。 改進的奇偶校驗 ? 對數(shù)據(jù)位組成一個 L位寬， K位高的長方形距陣來發(fā)送，然后對每一列單獨計算奇偶位，并附在最后一行作為冗余位。 ? 每個校驗位的取值應(yīng)使得包括自己在內(nèi)的一些集合服從規(guī)定的奇偶性（如偶數(shù)個 1）。 例如有 4個有效碼字：它們是 0000000000， 0000011111，1111100000， 1111111111，海明距離為 5，能糾正 2比特錯。 ? 一種編碼的檢錯和糾錯能力取決于編碼后碼字的海明距離的大小。 l l+W W n 發(fā)送方 m m+W 接收方 差錯檢測與校正 ? 信號在任何信道上傳輸都存在著傳輸差錯，這些差錯由多種物理現(xiàn)象引起，解決差錯問題的方法有 兩種 ： ? 在要發(fā)送的數(shù)據(jù)中加入一定的冗余位，使接收方能知道數(shù)據(jù)是否出錯，但不知道是哪里出錯，這種編碼方法叫 差錯檢測碼 ，或簡稱 檢錯碼 。 錯誤控制 ? 在有確認的服務(wù)中，接收方需要對收到的數(shù)據(jù)幀進行確認，通常以返回特別控制幀來告訴發(fā)送方收到的數(shù)據(jù)有沒有出錯，也可以通過返回的數(shù)據(jù)幀中的某些位來捎帶地進行確認。 ? 面向連接的服務(wù) ? 源端與目的端在通信前要先建立連接，然后在此連接上互相傳輸數(shù)據(jù)幀，每一個幀都被編號，數(shù)據(jù)鏈路層保證傳送的幀被對方收到，且只收到一次，雙方通信完畢后拆除連接。 ? 有確認、無連接的服務(wù) ? 源端可以不需要建立連接就向目的端發(fā)送獨立的數(shù)據(jù)幀，但目的端需要對收到的幀進行確認。 例如在物理層編碼中，用 表示 1，用 表示 0 則可用 ， 作為起始、結(jié)尾標志。而同一時刻，接收方收到并應(yīng)答了 m幀，顯然l=m = n，等待確認的幀的數(shù)目不允許超過 W，即 nl =W，該 W就是窗口。 ? 兩個碼字不同的位的數(shù)目稱為 海明距離 ? 例如， 10001001 與 10110001它們的海明距離為 3 ? 對于 n位碼字的集合，只有 2m個碼字是有效的，在任意兩個有效碼字間找出具有最小海明距離的兩個碼字，該海明距離便定義為全部碼字的海明距離。 ? 為了糾正 d個比特的錯，必須用距離為 2d+1的編碼 。該編碼是將碼字內(nèi)的位從左到右依次編號，編號為 2的冪的位是校驗位（如第 1， 2， 4， 8… ），其余為數(shù)據(jù)位。 ? 在多數(shù)通信中采用檢錯編碼，但在單工信道中需要糾錯編碼。 該方法用在 ICMP報頭檢驗中。 ? 例如： 110001可表示成 X5+X4+1 多項式編碼的推導(dǎo) 設(shè)數(shù)據(jù)幀多項式表示為 M（ X） m位序列 事先約定的除數(shù)為 G（ X） r+1位序列
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