第4章 據(jù)鏈路控制ppt課件

1、第4章 數(shù)據(jù)鏈路控制 數(shù)據(jù)鏈路控制是為有效進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，對傳輸鏈路上的信號發(fā)送進(jìn)行的控制和管理。為此，要在物理接口之上增加數(shù)據(jù)鏈路控制的邏輯層。本章學(xué)習(xí)要點(diǎn)：1、流量控制的原理及方法 2、差錯(cuò)檢測的原理及算法 3、差錯(cuò)控制的方案 4、高級數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議HDLC數(shù)據(jù)鏈路控制作用數(shù)據(jù)鏈路控制作用 幀同步： 數(shù)據(jù)以幀發(fā)送，每個(gè)幀必須有起始和結(jié)束標(biāo)志。 流控： 發(fā)送站發(fā)送幀的速率不能超過接收站接收幀的速率。 差錯(cuò)控制： 糾正傳輸系統(tǒng)引起的差錯(cuò)。 尋址： 發(fā)送和接收站的標(biāo)識。 同一鏈路上數(shù)據(jù)和控制信息的識別。 鏈路管理。4.1 流流 控控 技技 術(shù)術(shù) 流控技術(shù)確保發(fā)送實(shí)體不會使接收實(shí)體發(fā)生數(shù)據(jù)溢出 停

2、等流控 滑動(dòng)窗口流控 圖圖 4.1 4.1 幀傳輸模型幀傳輸模型 4.1.1 停停等流控等流控 發(fā)送實(shí)體發(fā)送一幀后，必須停止發(fā)送并等待接收到確認(rèn)后，才能發(fā)送下一幀 適用于只有少量大的幀發(fā)送 鏈路利用率低圖圖 4.2 4.2 停停等流控鏈路的利用率等流控鏈路的利用率 4.1.2 滑動(dòng)窗口流控滑動(dòng)窗口流控 為了提高傳輸線利用率，允許有多個(gè)幀同時(shí)傳輸 接收站的緩沖器容量為n幀 發(fā)送站可以發(fā)送n幀而不必等待接收確認(rèn) 每個(gè)幀都有一個(gè)順序號，占幀中k位 發(fā)送站和接收站分別維護(hù)一張?jiān)试S發(fā)送和接收的順序號表格，作為窗口圖圖 4.3 4.3 滑動(dòng)窗口原理滑動(dòng)窗口原理 圖圖 4.4 4.4 滑動(dòng)窗口協(xié)議滑動(dòng)窗口協(xié)

3、議 4.2 差錯(cuò)檢測差錯(cuò)檢測 發(fā)送器在數(shù)據(jù)后面加一個(gè)檢錯(cuò)碼，它是數(shù)據(jù)塊的函數(shù) 接收器用同樣的方法計(jì)算出接收到數(shù)據(jù)塊的檢錯(cuò)碼 與接收到的檢錯(cuò)碼比較以決定是否有差錯(cuò)圖圖 4.5 4.5 差錯(cuò)檢測差錯(cuò)檢測 4.2.1 奇偶校驗(yàn)奇偶校驗(yàn) 偶校驗(yàn)：奇偶位使整個(gè)8位中的1的個(gè)數(shù)為偶數(shù)。 奇校驗(yàn)：奇偶位使整個(gè)8位中的1的個(gè)數(shù)為奇數(shù)。 兩位同時(shí)出錯(cuò)，無法檢錯(cuò)4.2.2 循環(huán)冗余檢錯(cuò)循環(huán)冗余檢錯(cuò)CRC 已知一個(gè)數(shù)據(jù)塊包含有k位 發(fā)送器產(chǎn)生一個(gè)包含有n位的序列FCS 把FCS加到數(shù)據(jù)后面,組成一個(gè)包含有k+n的發(fā)送幀T，使T能用已知數(shù)P整除 接收器把接收到的幀除以P，若沒有余數(shù)，則無差錯(cuò)。 假設(shè)：M是包含有k位的

4、一個(gè)數(shù)據(jù)塊。 F是包含有n位的FCS，nk。 P是已知的除數(shù)，等于n+1位。 T是發(fā)送幀，包含k+n位。 模2算法的過程是：用2nM除以P，得到的余數(shù)R即是FCS。注意模2算法中，加減法只作異或操作，沒有進(jìn)位。模模2算法算法模模2 2算法舉例算法舉例 設(shè)：M=101000110110位）P=1101016位）求： FCS解： (1) 求2nM 由于P包含6位，所以n=5。把M左移5位得到 2nM=101000110100000。 （2） 求FCS 把2nM除以P=110101，得余數(shù)R=01110即為FCS。 （ 3 將 余 數(shù) R 加 到 n M ， 組 成 發(fā) 送 幀T=101000110

5、101110。 （4） 接收器把接收到的幀除以P，若余數(shù)為零，則認(rèn)為沒有出錯(cuò)。如果是接收到包含有位錯(cuò)的幀也能用P整除，傳輸中的位錯(cuò)就不能檢測到，但這種情況發(fā)生的概率是極小的。多項(xiàng)式多項(xiàng)式 第二種表示方法是多項(xiàng)式(polynomials)表示法。把二進(jìn)制用一個(gè)偽變量為X的多項(xiàng)式表示。每一項(xiàng)的系數(shù)由二進(jìn)制數(shù)的值來決定。例如對于M=110011，可用Mx）=x5+x4+x+1表示。 P=11001可用Px）=x4+x3+1表示。算術(shù)運(yùn)算仍用模2算法。則CRC過程可用下式表示： xnM(x) R(x) =Q(x)+ p(x) P(x) T(x)=xnM(x)+R(x) 如果接收到的幀包含有位錯(cuò)，但能被

6、P(x)整除，那么所發(fā)生的位錯(cuò)就沒有被檢測出來。選擇恰當(dāng)P(x)可以減少這種可能性，常用的P(x)有如下幾種： CRC-16=x16+x15+x2+1 CRC-CCITT=x16+x12+x5+1 CRC-32=x32+x26+x23+x22+x16+x11+x10+x8+x7+x5+x4+x2+x+14.3 差差 錯(cuò)錯(cuò) 控控 制制 自動(dòng)重復(fù)請求ARQ 停等ARQ GoBackN ARQ SelectiveReject ARQ 4.3.1 停停等等ARQ圖圖 4.6 4.6 停停等等ARQARQ差錯(cuò)控制差錯(cuò)控制4.3.2 GoBackN ARQ4.3.2 GoBackN ARQ圖圖 4.7 G

7、oBackN ARQ4.7 GoBackN ARQ差錯(cuò)控制差錯(cuò)控制4.3.3 SelectiveReject ARQ 當(dāng)接收到某一幀的負(fù)響應(yīng)時(shí)，只需重傳該幀 它比GoBackN的效率高 接收器必須要有足夠的緩沖器 4.4 高級數(shù)據(jù)鏈路控制高級數(shù)據(jù)鏈路控制4.4.1 HDLC基本特征三種類型的站 主站 次站 組合站兩種鏈路組合 非平衡組合 平衡組合 三種數(shù)據(jù)傳輸模式 正常響應(yīng)模式NRM 異步平衡模式ABM 異步響應(yīng)模式ARM 圖圖 4.8 HDLC幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu) 4.4.2 HDLC幀結(jié)構(gòu) 圖圖 4.9 4.9 位插入位插入 圖圖 4.10 HDLC4.10 HDLC操作操作 4.5 其他數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議其他數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議 LAP B LAP D LLC 幀中繼 ATM 圖圖 4.11 4.11 數(shù)據(jù)鏈路控制幀格式數(shù)據(jù)鏈路控制幀格式 4.6 本章小結(jié)本章小結(jié) 數(shù)據(jù)鏈路控制是為有效進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，對傳輸鏈路上的信號發(fā)送進(jìn)行的控制和管理。為此，要在物理接口之上增加數(shù)據(jù)鏈路控制的邏輯層。 流控技術(shù)用于確保發(fā)送實(shí)體不會使接收實(shí)體發(fā)生數(shù)據(jù)溢出的現(xiàn)象。停等流控是一種最簡單的流控技術(shù)，缺點(diǎn)是同一時(shí)刻只有一幀在傳輸?；瑒?dòng)窗口流控允許在同一時(shí)刻有多個(gè)幀在傳輸，可大大提高利用率。 奇偶校驗(yàn)是一種最簡單的檢錯(cuò)方法。循環(huán)冗余檢錯(cuò)CRC是一種最