ch3-數(shù)據(jù)鏈路層-在線瀏覽
2024-09-14 08:57本頁(yè)面
【正文】 接收結(jié)點(diǎn)發(fā)過(guò)來(lái)的信息 (此信息 的格式與內(nèi)容可由雙方事先商定好 )，則 從主機(jī)取一個(gè)新的數(shù)據(jù)幀，然后轉(zhuǎn)到 (2)。 (2) 若收到由發(fā)送結(jié)點(diǎn)發(fā)過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)幀， 則將其放入數(shù)據(jù)鏈路層的接收緩存。 (4) 向發(fā)送結(jié)點(diǎn)發(fā)一信息，表示數(shù)據(jù)幀已 經(jīng)上交給主機(jī)。 兩種情況的對(duì)比（傳輸均無(wú)差錯(cuò)） A B 送主機(jī) B 送主機(jī) B 送主機(jī) B 送主機(jī) B A B 送主機(jī) B 送主機(jī) B 時(shí) 間 不需要流量控制 需要流量控制 實(shí)用的停止等待協(xié)議 時(shí) 間 A B 送 主 機(jī) 送 主 機(jī) (a) 正常情況 A B 送 主 機(jī) (c) 數(shù)據(jù)幀丟失 重 傳 tout 丟 失 ！ A B 送 主 機(jī) 丟 棄 (d) 確認(rèn)幀丟失 重 傳 tout 丟 失 ！ A B 送 主 機(jī) (b) 數(shù)據(jù)幀出錯(cuò) 重 傳 出錯(cuò) 四種情況 超時(shí)計(jì)時(shí)器的作用 ? 結(jié)點(diǎn) A發(fā)送完一個(gè)數(shù)據(jù)幀時(shí)，就啟動(dòng)一個(gè)超時(shí)計(jì)時(shí)器 (timeout timer)。 ? 若到了超時(shí)計(jì)時(shí)器所設(shè)置的重傳時(shí)間 tout而仍收不到結(jié)點(diǎn) B 的任何確認(rèn)幀，則結(jié)點(diǎn) A 就重傳前面所發(fā)送的這一數(shù)據(jù)幀。 解決重復(fù)幀的問(wèn)題 ? 使每一個(gè)數(shù)據(jù)幀帶上不同的發(fā)送序號(hào)。 ? 若結(jié)點(diǎn) B 收到發(fā)送序號(hào)相同的數(shù)據(jù)幀，就表明出現(xiàn)了重復(fù)幀。 ? 但此時(shí)結(jié)點(diǎn) B 還必須向 A 發(fā)送確認(rèn)幀 ACK，因?yàn)? B 已經(jīng)知道 A 還沒(méi)有收到上一次發(fā)過(guò)去的確認(rèn)幀 ACK。因此，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，發(fā)送序號(hào)就會(huì)重復(fù)。 ? 對(duì)于停止等待協(xié)議，由于每發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)幀就停止等待，因此用一個(gè)比特來(lái)編號(hào)就夠了。 幀的發(fā)送序號(hào) ? 數(shù)據(jù)幀中的發(fā)送序號(hào) N(S) 以 0 和 1 交替的方式出現(xiàn)在數(shù)據(jù)幀中。用這樣的方法就可以使收方能夠區(qū)分開(kāi)新的數(shù)據(jù)幀和重傳的數(shù)據(jù)幀了。 循環(huán)冗余檢驗(yàn)的原理 ? 在數(shù)據(jù)鏈路層傳送的幀中，廣泛使用了循環(huán)冗余檢驗(yàn) CRC 的檢錯(cuò)技術(shù)。我們?cè)?M的后面再添加供差錯(cuò)檢測(cè)用的 n bit 冗余碼 一起發(fā)送。 ? 得到的 (k + n) bit 的數(shù)除以事先選定好的長(zhǎng)度為 (n + 1) bit 的數(shù) P，得出商是 Q 而余數(shù)是 R，余數(shù) R 比除數(shù) P 至少要少1 個(gè)比特。 ? 將余數(shù) R 作為冗余碼添加在數(shù)據(jù) M 的后面發(fā)送出去，即發(fā)送的數(shù)據(jù)是101000110101110，或 2nM + R。 ? 循環(huán)冗余檢驗(yàn) CRC 和幀檢驗(yàn)序列 FCS并不等同。 ? FCS 可以用 CRC 這種方法得出，但 CRC 并非用來(lái)獲得 FCS 的惟一方法。 ? 但這種檢測(cè)方法并不能確定究竟是哪一個(gè)或哪幾個(gè)比特出現(xiàn)了差錯(cuò) 。 ? 只要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的挑選 ， 并使用位數(shù)足夠多的除數(shù) P， 那么出現(xiàn)檢測(cè)不到的差錯(cuò)的概率就很小很小 。 ? “ 無(wú)差錯(cuò)接受 ” 是指： “ 凡是接受的幀 （ 即 不包括丟棄的幀 ） ， 我們都能以非常接近于 1 的概率認(rèn)為這些幀在傳輸過(guò)程中沒(méi)有產(chǎn)生差錯(cuò) ” 。 ? 要做到 “ 可靠傳輸 ” （ 即發(fā)送什么就收到什么 ）就必須再加上 確認(rèn) 和 重傳 機(jī)制 。 ? 按照習(xí)慣的表示法 ， ACKn 表示 “ 第 n – 1 號(hào)幀已經(jīng)收到 ， 現(xiàn)在 期望接收 第 n 號(hào)幀 ” 。 在發(fā)送結(jié)點(diǎn) (1) 從主機(jī)取一個(gè)數(shù)據(jù)幀，送交發(fā)送緩存。 (3) N(S)←V(S) 。 (5) 設(shè)置超時(shí)計(jì)時(shí)器。 {等待以下 (7)和 (8)這兩個(gè)事件中最先出現(xiàn)的一個(gè) } (7) 收到確認(rèn)幀 ACKn， 若 n = 1 – V(s)，則： 從主機(jī)取一個(gè)新的數(shù)據(jù)幀，放入發(fā)送緩存； V(S)←[1 ? V(S)]，轉(zhuǎn)到 (3)。 (8) 若超時(shí)計(jì)時(shí)器時(shí)間到，則轉(zhuǎn)到 (4)。 (2) 等待。 (4) 將收到的數(shù)據(jù)幀中的數(shù)據(jù)部分送交上層軟件 （也就是數(shù)據(jù)鏈路層模型中的主機(jī)）。 (6) n←V(R) ； 發(fā)送確認(rèn)幀 ACKn，轉(zhuǎn)到 (2)。 ? 接收端接收到數(shù)據(jù)幀時(shí) ， 就要將發(fā)送序號(hào) N(S) 與本地的接收狀態(tài)變量 V(R) 相比較 。 ? 否則為 重復(fù)幀 ， 就必須丟棄 。 停止等待協(xié)議的要點(diǎn)（續(xù)） ? 連續(xù)出現(xiàn)相同發(fā)送序號(hào)的數(shù)據(jù)幀 ， 表明發(fā)送端進(jìn)行了 超時(shí)重傳 。 ? 發(fā)送端在發(fā)送完數(shù)據(jù)幀時(shí) ， 必須在其發(fā)送緩存中暫時(shí)保留這個(gè)數(shù)據(jù)幀的 副本 。 只有確認(rèn)對(duì)方已經(jīng)收到這個(gè)數(shù)據(jù)幀時(shí) ， 才可以清除這個(gè)副本 。 ? CRC 檢驗(yàn)器能夠自動(dòng)丟棄檢測(cè)到的出錯(cuò)幀 。 ? 發(fā)送端對(duì)出錯(cuò)的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行重傳是自動(dòng)進(jìn)行的 ， 因而這種差錯(cuò)控制體制常簡(jiǎn)稱(chēng)為 ARQ (Automatic Repeat reQuest)，直譯是 自動(dòng)重傳請(qǐng)求 ， 但意思是 自動(dòng)請(qǐng)求重傳 。顯然，數(shù)據(jù)幀的發(fā)送時(shí)間 tf 是數(shù)據(jù)幀的長(zhǎng)度 lf (bit)與數(shù)據(jù)的發(fā)送速率 C (bit/s)之比，即 tf = lf /C = lf /C (s) （ 31） ? 發(fā)送時(shí)間 tf 也就是數(shù)據(jù)幀的 發(fā)送時(shí)延 。 ? 結(jié)點(diǎn) B 收到數(shù)據(jù)幀要花費(fèi)時(shí)間進(jìn)行處理，此時(shí)間稱(chēng)為處理時(shí)間 tpr，發(fā)送確認(rèn)幀 ACK 的發(fā)送時(shí)間為 ta。 ? 為方便起見(jiàn)，我們?cè)O(shè)重傳時(shí)間為 tout = tp + tpr+ ta + tp + tpr (32) ? 設(shè)上式右端的處理時(shí)間 tpr 和確認(rèn)幀的發(fā)送時(shí)間 ta 都遠(yuǎn)小于傳播時(shí)延 tp，因此可將重傳時(shí)間取為 兩倍的傳播時(shí)延 ，即 tout = 2tp (33) 簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)分析 ? 兩個(gè)發(fā)送成功的數(shù)據(jù)幀之間的最小時(shí)間間隔是 tT = tf + tout = tf + 2tp (34) ? 設(shè)數(shù)據(jù)幀出現(xiàn)差錯(cuò) (包括幀丟失 )的概率為 p，但假設(shè)確認(rèn)幀不會(huì)出現(xiàn)差錯(cuò) 。 簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)分析（續(xù)） 得出正確傳送一個(gè)數(shù)據(jù)幀所需的平均時(shí)間： 當(dāng)傳輸差錯(cuò)率增大時(shí)， tav 也隨之增大。 )1(/)1(1pttippttiTT
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