數據鏈路層需要解決的問題

1、數據鏈路層需要解決的問題1）為網絡層提供的服務2）成幀3）差錯控制4）流量控制11）為網絡層提供的服務將源端網絡層的數據傳輸給宿端網絡層物理層數據鏈路層網絡層傳輸層應用層比特流物理層數據鏈路層網絡層保證數據流的順序傳輸層應用層源宿2為網絡層提供服務的分類無確認的無連接服務從源到宿發(fā)送獨立幀，不確認幀的到達不提供糾錯重傳服務適用于誤碼率較低的可靠通信有確認的無連接服務對發(fā)送的每一幀獨立確認其接收情況在一定時間間隔內未收到確認則重發(fā)這一幀適用于不可靠的通信3有確認的面向連接服務- 從源到宿建立連接（占用資源）- 在連接上傳輸賦予編號的幀- 保證幀的正確順序，且每幀只接收一次- 對每一幀都確認- 斷

2、開連接（釋放占用的資源）42）成幀為了給網絡層提供服務，需要使用物理層提供的服務（比特流的透明傳輸）使用物理層服務的方法：把比特流分成離散的幀通過幀的校驗和檢錯，采取相應措施成幀的方法標識幀的首尾5成幀的方法字符計數法字符填充的首尾標識法位填充的首尾標識法6字符流舉例幀頭：說明幀的字符數控制字符傳輸錯誤出現差錯帶來的問題 無法確定下一幀的幀頭位置 無法確定重傳幀的幀頭位置7特點幀不定長用幀頭一個控制字符區(qū)分幀的首尾按照控制字符說明的長度計數，確定幀邊界問題控制字符的數值錯誤造成發(fā)送與接收不同步字符計數法8字符填充的首尾標識法舉例幀首同步字符幀尾數據傳輸幀填充字符SYN SYN DLE STX

3、A DLE DLE B DLE DLE C DLE ETX9特點用8位ASCII碼定義幀頭和幀尾的標識符DLE STX（Data Link Escape; Start of Text）DLE ETX（Data Link Escape; End of Text ）出現差錯后無需解決再同步問題需要解決的問題數據中包含定義的標識符DLE、STX和ETX解決：發(fā)送方插入一個相同的標識符字符填充的首尾標識法10位填充的首尾標識法舉例幀首011111000幀尾數據帶填充位的首尾標志法（面向位）：HDLC填充位 11位填充的首尾標識法特點幀以bit為單位，不以byte為單位定義特殊的幀頭和幀尾標識位模式01

4、111110需要解決的問題數據中包含定義的標識位模式01111110解決：發(fā)送方在連續(xù)5個“1”之后插入一個“0”123）差錯控制差錯控制的基本概念與差錯控制有關的術語差錯控制方法舉例13差錯控制的基本概念差錯控制需要解決的問題保證不丟幀保證不亂序差錯控制手段接收方回送確認控制幀用計時器確定幀丟失情況用幀的編號識別重復幀情況14差錯的檢測和糾正糾錯碼在發(fā)送的數據塊中附加充足的冗余信息接收方根據冗余信息糾正錯誤檢錯碼在發(fā)送的數據塊中附加適當的冗余信息，使接收方有足夠的信息檢測是否有差錯當有差錯時，對發(fā)送方請求重傳151.奇偶校驗（Parity Checking）若接收方收到的字節(jié)奇偶結果不正確，

5、就可以知道傳輸中發(fā)生了錯誤。奇偶校驗分析 奇偶校驗能檢測出任何單比特錯誤。 若接收方發(fā)現1的個數為奇數，則發(fā)生錯誤。 問題：在電子傳輸中，單比特錯誤很罕見。 通常是“突發(fā)錯誤” 結論若有奇數個比特位改變，奇偶校驗能檢測出該錯誤。若有偶數個比特位改變，奇偶校驗不能檢測出該錯誤。奇偶校驗能發(fā)現大約50的突發(fā)錯誤。16差錯編碼傳輸差錯校驗=？2.循環(huán)冗余校驗（CRC,Cyclic Redundancy Check） 一種通過多項式除法檢測錯誤的方法。17校驗算法： 待傳數據F(x), 生成多項式G(x)。 雙方約定生成多項式G(X)，如：CRC-16 = X16+X13+X2+1 計算：余數R(x)

6、 F(x)*X16/G(X) 作為校驗碼，校驗位數 r=16。G(x) F(x) 000R(x)傳輸：T(x) = F(x)*x16 + R(x)16個018 編碼思想：將位串看成系數為0或1的多項式 檢錯思想：收發(fā)雙方約定一個生成多項式G(x)（其最高階和最低階系數必須為1），發(fā)送方在幀的末尾加上校驗和，使帶校驗和的幀的多項式能被G(x)整除。接收方收到后，用G(x)除多項式，若有余數，則傳輸有錯。常用的CRC多項式：CRC-12 = x12+x11+x3+x2+x + 1CRC-16 = x16+x15+x2 + 1CRC-CCITT = X16 + x12 + x5 + 119海明碼當檢

7、測到錯誤時，有兩種選擇：重發(fā)原幀 （CRC） 修復壞幀（海明碼）20 碼字位的編號從左到右，最左面是第一位，其中2的冪數位是檢驗位，其余是k個數據位(信息元)。* 信息元(數據) p校驗位21海明碼的編碼與譯碼方法用矩陣乘法求校驗位，并且找出錯誤位。設編碼長度為n2r一1，其中r為校驗碼的位數。數據位長度 knr；校驗位插入到編碼序列的2j-1(j1，2，r)的位置上；由r(樣本)建立一個(2r一1)行r列的矩陣。將編碼碼字寫成位串形式的一維向量,海明編碼中校驗位的求解公式如下: 22 其中，l1l2lr-1lr1或0(l0為偶校驗，l1為奇校驗)； b，b0。 23例 按下列步驟將數據(信息)1100進行編碼和譯碼，設校驗位為r3。a編碼長度2r-123-17 數據位 kn-r4 校驗位 r324b編碼過程p1+0+1+0+1+0+0=0 p1=00+p2+1+0+0+0+0=0 p2=10+0+0+p3+1+0+0=0 p3=1解得海明編碼為0111100 25c譯碼過程設接收的編碼為011100026將等號右邊( )號內的數用十進制表示，得(101)2 5，即指出第5位有錯，將接收到的編碼第5位取反，即可得到正確的原海明編碼。 0 1 1 1 0 0 0 取反 0 1 1 1 1 0 0 正確的編碼274）流量控制為什么要進行流量控制發(fā)送方的傳送能力大于接