第四章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)之?dāng)?shù)據(jù)鏈路層.

1、 第第4章章 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層本章要點(diǎn)本章要點(diǎn) 數(shù)據(jù)鏈路層的功能數(shù)據(jù)鏈路層的功能 成幀方式成幀方式 差錯(cuò)控制與流量控制差錯(cuò)控制與流量控制 協(xié)議舉例協(xié)議舉例4.1 數(shù)據(jù)鏈路層概述數(shù)據(jù)鏈路層概述為什么需要數(shù)據(jù)鏈路層？為什么需要數(shù)據(jù)鏈路層？物理層所作的工作？物理層所作的工作？如何解決以下問題？如何解決以下問題？1 1）出現(xiàn)錯(cuò)誤如何彌補(bǔ)？）出現(xiàn)錯(cuò)誤如何彌補(bǔ)？2 2）如何解決網(wǎng)絡(luò)上的）如何解決網(wǎng)絡(luò)上的“交通堵塞交通堵塞”？-差錯(cuò)控制差錯(cuò)控制-流量控制流量控制1 數(shù)據(jù)鏈路層的功能數(shù)據(jù)鏈路層的功能 利用物理層提供的原始比特流傳輸服務(wù)，利用物理層提供的原始比特流傳輸服務(wù)，檢檢測(cè)并校正物理層的傳輸差錯(cuò)，同時(shí)

2、對(duì)數(shù)據(jù)流量測(cè)并校正物理層的傳輸差錯(cuò)，同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)流量進(jìn)行合理的控制，使得在進(jìn)行合理的控制，使得在相鄰相鄰節(jié)點(diǎn)之間構(gòu)成一節(jié)點(diǎn)之間構(gòu)成一條無差錯(cuò)的鏈路。條無差錯(cuò)的鏈路。比較：比較： 傳輸層的功能傳輸層的功能-提供提供端到端端到端的可靠傳輸?shù)目煽總鬏斁唧w功能：具體功能： 成幀成幀/拆幀拆幀 物理尋址物理尋址 差錯(cuò)控制差錯(cuò)控制 流量控制流量控制 等等4.2 幀與成幀、拆幀幀與成幀、拆幀 1、格式、格式 data長(zhǎng)度長(zhǎng)度/類型類型/控制控制地址地址幀頭幀頭幀尾幀尾FCS2、成幀、成幀/拆幀拆幀 接收網(wǎng)絡(luò)層的分組接收網(wǎng)絡(luò)層的分組-分段、打包成幀分段、打包成幀-物理層物理層-對(duì)方的數(shù)據(jù)鏈路層對(duì)方的數(shù)據(jù)鏈路層3

3、、常用的成幀方式：常用的成幀方式：字符計(jì)數(shù)法字符計(jì)數(shù)法5 a b c 4 3 5 c 2 7 6 5 9 0 1 2帶填充字符的首尾界符法帶填充字符的首尾界符法帶填充位的首尾界符法帶填充位的首尾界符法DLE STX DLE ETX DLE STX DLE ETX 數(shù)據(jù)塊01111110 01111110數(shù)據(jù)塊4.3、 差錯(cuò)控制差錯(cuò)控制1、什么是差錯(cuò)？、什么是差錯(cuò)？2 2、會(huì)發(fā)生差錯(cuò)的情況、會(huì)發(fā)生差錯(cuò)的情況 錯(cuò)碼錯(cuò)碼-重發(fā)重發(fā) 死等死等-計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)器 重復(fù)幀重復(fù)幀- -編號(hào)編號(hào)3、差錯(cuò)控制編碼、差錯(cuò)控制編碼編碼思想編碼思想檢錯(cuò)碼和糾錯(cuò)碼檢錯(cuò)碼和糾錯(cuò)碼檢錯(cuò)碼檢錯(cuò)碼-發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤糾錯(cuò)碼糾錯(cuò)碼-發(fā)

4、現(xiàn)并糾正錯(cuò)誤發(fā)現(xiàn)并糾正錯(cuò)誤實(shí)用檢錯(cuò)碼介紹：實(shí)用檢錯(cuò)碼介紹：（1 1）奇偶校驗(yàn)碼）奇偶校驗(yàn)碼 規(guī)則：規(guī)則：1 1、將要傳送的數(shù)據(jù)分組、將要傳送的數(shù)據(jù)分組 2 2、每組后面加一位（、每組后面加一位（0/10/1），使該組），使該組 碼元中碼元中1 1的個(gè)數(shù)為奇的個(gè)數(shù)為奇/ /偶個(gè)偶個(gè)Eg: 求 1011101011 的奇校驗(yàn)和偶校驗(yàn)奇校驗(yàn) 1011101011偶校驗(yàn) 101110101101常用的奇偶校驗(yàn)：垂直奇偶校驗(yàn)常用的奇偶校驗(yàn)：垂直奇偶校驗(yàn) 水平奇偶校驗(yàn)水平奇偶校驗(yàn) 垂直、水平奇偶校驗(yàn)垂直、水平奇偶校驗(yàn) 010111 0 011010 1 101100 1 100001 0垂直偶校驗(yàn)位垂直偶

5、校驗(yàn)位水平偶校驗(yàn)位水平偶校驗(yàn)位（2）CRC (cycle redundancy code) 循環(huán)冗余校驗(yàn)碼循環(huán)冗余校驗(yàn)碼原理原理發(fā)送方發(fā)送方接收方接收方發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)f(x) 接收數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù)f (x)生成多項(xiàng)式生成多項(xiàng)式G(x) 生成多項(xiàng)式生成多項(xiàng)式G(x)f(x).xkG(x)=Q(x)+R(x)G(x)kf(x).x +R(x)數(shù)據(jù)字段數(shù)據(jù)字段校驗(yàn)字段校驗(yàn)字段f (x).x kG(x)=Q(x)+R(x)G(x)R(x)= R(x) 接收正確接收正確R(x)= R(x) 接收出錯(cuò)接收出錯(cuò)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)：數(shù)學(xué)基礎(chǔ)： 1 1、一個(gè)、一個(gè)K+1K+1位的二進(jìn)制數(shù)可以表示成位的二進(jìn)制數(shù)可以表示成 系

6、數(shù)為系數(shù)為1 1或或0 0的的K K階多項(xiàng)式階多項(xiàng)式 Eg:110001 Eg:110001 表示為表示為 X X5 5+X+X4 4+1+12 2、多項(xiàng)式的加法不進(jìn)位、減法不借位、多項(xiàng)式的加法不進(jìn)位、減法不借位 01011011 01011011 - 10010101 +11001010 11001110 10010001Eg: 已知已知 發(fā)送信息為發(fā)送信息為f(x)=110011 采用采用 G(x)=11001的多項(xiàng)式的多項(xiàng)式求求 : 生成的生成的CRC碼？碼？解：第一步第一步-確定確定K K值值 G(x)=11001 所以所以=1*X4+1*X3+0*X2+0*X+1*X0 = X4+

7、X3+1 所以所以 K=4第二步第二步發(fā)送信息左移發(fā)送信息左移K K位，用位，用0 0填充填充F(x)*Xk=1100110000第三步：模2除法求余練習(xí)題練習(xí)題：有一個(gè)信息幀有一個(gè)信息幀1101011011采用生成多項(xiàng)式采用生成多項(xiàng)式G(X)=X4+X+1求：求： CRC碼？碼？答案：11010110111110關(guān)于關(guān)于CRCCRC的說明的說明1)1)常用的生成多項(xiàng)式常用的生成多項(xiàng)式 CRC-16 XCRC-16 X1616+X+X1212+X+X1 1+1+1CRC-32 CRC-32 X X3232+X+X2626+X+X2323+X+X2222+X+X1616+X+X1111+X+X1

8、010+X+X8 8+X+X7 7+X+X5 5+X+X4 4+X+X2 2+X+1+X+1 2)CRC2)CRC的檢錯(cuò)能力的檢錯(cuò)能力 全部奇數(shù)個(gè)錯(cuò)誤全部奇數(shù)個(gè)錯(cuò)誤 全部?jī)晌诲e(cuò)全部?jī)晌诲e(cuò) 長(zhǎng)度長(zhǎng)度= r=0 2 101111110ACDataFCS011111102. HDLC的幀類型 1) 信息(information)幀 簡(jiǎn)稱I幀，其控制字段的第1比特為“0”。I幀用于發(fā)送數(shù)據(jù)。在I幀中，第2至第4比特N（S）代表當(dāng)前發(fā)送的信息幀的序號(hào)。第6至第8比特N（R）則代表接收序號(hào)，它給出下一個(gè)期望接收的幀序號(hào)。捎帶（piggyback）技術(shù)可以提高信道的利用率。 若P/F=1，對(duì)于正常響應(yīng)模式NRM，若主站置P/F=1，則表示它向從站發(fā)出探詢，只有從站有數(shù)據(jù)要發(fā)送，才可以向主站發(fā)送信息。當(dāng)從站發(fā)送最后一幀時(shí)，它要置P/F=1，表示從站數(shù)據(jù)發(fā)送已經(jīng)結(jié)束。 2) 監(jiān)控(supervision)幀 簡(jiǎn)稱S幀，S幀用于協(xié)調(diào)雙方通信狀態(tài)。根據(jù)S幀中控制字段的第3至4比特取值，S幀又進(jìn)一步分成四種類型， 3) 無序號(hào)(unnumbered)幀： 簡(jiǎn)稱U