計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈路層課件

1.1.第3章數(shù)據(jù)鏈路層基本內(nèi)容：數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念，數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的工作原理：停止等待協(xié)議，連續(xù)ARQ協(xié)議，滑動(dòng)窗口，選擇ARQ協(xié)議，Internet中的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議。重點(diǎn)掌握：數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念。數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的工作原理。滑動(dòng)窗口原理。2.第3章數(shù)據(jù)鏈路層基本內(nèi)容：數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念3.1數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念

鏈路(link)是一條無源的點(diǎn)到點(diǎn)的物理線路段，中間沒有任何其他的交換結(jié)點(diǎn)。

數(shù)據(jù)鏈路(datalink)除了物理線路外，還必須有通信協(xié)議來控制這些數(shù)據(jù)的傳輸。若把實(shí)現(xiàn)這些協(xié)議的硬件和軟件加到鏈路上，就構(gòu)成了數(shù)據(jù)鏈路。數(shù)據(jù)鏈路/邏輯鏈路=物理鏈路+通信規(guī)程3.3.1數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念鏈路(link)是一條無源的該層要解決的問題：如何在有差錯(cuò)的線路上，進(jìn)行無差錯(cuò)傳輸。數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議功能圖示。數(shù)據(jù)鏈路層的模型4.該層要解決的問題：如何在有差錯(cuò)的線路上，進(jìn)行無差錯(cuò)傳輸。數(shù)數(shù)據(jù)鏈路層像個(gè)數(shù)字管道常常在兩個(gè)對(duì)等的數(shù)據(jù)鏈路層之間畫出一個(gè)數(shù)字管道，而在這條數(shù)字管道上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)單位是幀。早期的數(shù)據(jù)通信協(xié)議曾叫作通信規(guī)程(procedure)。因此在數(shù)據(jù)鏈路層，規(guī)程和協(xié)議是同義語。結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)幀幀5.數(shù)據(jù)鏈路層像個(gè)數(shù)字管道常常在兩個(gè)對(duì)等的數(shù)據(jù)鏈路層之間畫出在數(shù)據(jù)鏈路層上傳輸數(shù)據(jù)幀？發(fā)送方：？接收方：？傳輸過程：！解決這些問題，是數(shù)據(jù)鏈路層的主要任務(wù)。！針對(duì)這些問題所制定的通信規(guī)程就是數(shù)據(jù)鏈路層的通信協(xié)議。以多快的速度發(fā)送數(shù)據(jù)幀，即每幀之間相隔多長時(shí)間？如何確認(rèn)對(duì)方是否收到數(shù)據(jù)？是否接收到正確的數(shù)據(jù)幀？如何告訴發(fā)送方？能及時(shí)處理接收到的數(shù)據(jù)幀嗎？會(huì)出錯(cuò)嗎？會(huì)丟失數(shù)據(jù)幀嗎？6.在數(shù)據(jù)鏈路層上傳輸數(shù)據(jù)幀？發(fā)送方：？接收方：？傳輸過程：！解數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能數(shù)據(jù)鏈路層最重要的作用就是：通過一些數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，在不太可靠的物理鏈路上實(shí)現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)傳輸。其主要功能可歸納如下：

(1)鏈路管理(2)幀定界(3)流量控制(4)差錯(cuò)控制(5)將數(shù)據(jù)和控制信息區(qū)分開(6)透明傳輸(7)尋址7.數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能數(shù)據(jù)鏈路層最重要的作用就是：數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能(1)鏈路管理-當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的兩個(gè)結(jié)點(diǎn)要進(jìn)行通信時(shí)，數(shù)據(jù)的發(fā)方必須確知收方是否已處在準(zhǔn)備接受的狀態(tài)。為此通信的雙方必須先要交換一些必要的信息，用術(shù)語講必須先建立一條數(shù)據(jù)鏈路。在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)要維持?jǐn)?shù)據(jù)鏈路，而在通信完畢時(shí)要釋放數(shù)據(jù)鏈路。數(shù)據(jù)鏈路的建立、維持和釋放就叫做鏈路管理。(2)幀同步-在數(shù)據(jù)鏈路層，數(shù)據(jù)的傳送單位時(shí)幀。數(shù)據(jù)一幀一幀地傳送，就可以在出現(xiàn)差錯(cuò)時(shí)，將有差錯(cuò)的幀再重傳一次，避免了全部數(shù)據(jù)的重傳。幀同步是指收方應(yīng)當(dāng)能從受到的比特流中準(zhǔn)確地區(qū)分出一幀的開始和結(jié)束。8.數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能(1)鏈路管理-當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的兩個(gè)結(jié)點(diǎn)要數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能(3)流量控制-發(fā)方發(fā)送數(shù)據(jù)的速率必須使收方來得及接收。當(dāng)收方來不及接收時(shí)，就必須及時(shí)控制發(fā)方發(fā)送數(shù)據(jù)的速率。(4)差錯(cuò)控制-在計(jì)算機(jī)通信中，一般都要求有極低的比特差錯(cuò)率。為此廣泛地使用了編碼技術(shù)，主要有兩大類，一類是前向糾錯(cuò)，即收方收到有差錯(cuò)的數(shù)據(jù)幀時(shí)能自動(dòng)將差錯(cuò)改正過來。這種方法的開銷較大，不適合于計(jì)算機(jī)通信。另一類是檢錯(cuò)重發(fā)，即收方可以檢測(cè)出收到的幀中有差錯(cuò)，于是就讓發(fā)方重復(fù)發(fā)送這一幀，直到收方正確收到這一幀為止。這種方法在計(jì)算機(jī)通信中是最常用的。9.數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能(3)流量控制-發(fā)方發(fā)送數(shù)據(jù)的速率必須數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能(5)將數(shù)據(jù)和控制信息區(qū)分開-由于數(shù)據(jù)和控制信息都是在同一信道中傳輸，在許多情況下，數(shù)據(jù)和控制信息處于同一幀中，因此一定要有響應(yīng)的措施使收方能夠?qū)⑺麄儏^(qū)分開來。(6)透明傳輸-所謂透明傳輸就是不管所傳數(shù)據(jù)是什么樣的比特組合，都應(yīng)當(dāng)能夠在鏈路上傳送。當(dāng)所傳數(shù)據(jù)中的比特組合恰巧與某一個(gè)控制信息完全一樣時(shí)，就必須采取適當(dāng)?shù)拇胧?，使收方不?huì)將這樣的數(shù)據(jù)誤認(rèn)為是某種控制信息。這樣才能保證數(shù)據(jù)鏈路層的傳輸是透明的。(7)尋址-在多點(diǎn)連接的情況下，必須保證每一幀都能送到正確的地址。雙方也應(yīng)當(dāng)知道發(fā)方是哪一個(gè)站。10.數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能(5)將數(shù)據(jù)和控制信息區(qū)分開-由于數(shù)據(jù)3.2停止等待協(xié)議3.2.1完全理想化的數(shù)據(jù)傳輸3.2.2具有最簡單流量控制的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議3.2.3實(shí)用的停止等待協(xié)議3.2.4循環(huán)冗余檢驗(yàn)的原理3.2.5停止等待協(xié)議的算法3.2.6停止等待協(xié)議的定量分析11.3.2停止等待協(xié)議3.2.1完全理想化的數(shù)據(jù)傳輸3.2.1完全理想化的數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)鏈路層的簡單模型：局域網(wǎng)廣域網(wǎng)主機(jī)

H1主機(jī)

H2路由器

R1路由器

R2路由器

R3電話網(wǎng)局域網(wǎng)主機(jī)H1向H2發(fā)送數(shù)據(jù)鏈路層應(yīng)用層運(yùn)輸層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層應(yīng)用層運(yùn)輸層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層物理層R1R2R3H1H2從層次上來看數(shù)據(jù)的流動(dòng)12.3.2.1完全理想化的數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)鏈路層的簡單模型：局域3.2.1完全理想化的數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)鏈路層的簡單模型（續(xù)）：局域網(wǎng)廣域網(wǎng)主機(jī)

H1主機(jī)

H2路由器

R1路由器

R2路由器

R3電話網(wǎng)局域網(wǎng)主機(jī)H1向H2發(fā)送數(shù)據(jù)鏈路層應(yīng)用層運(yùn)輸層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層應(yīng)用層運(yùn)輸層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層物理層R1R2R3H1H2僅從數(shù)據(jù)鏈路層觀察幀的流動(dòng)13.3.2.1完全理想化的數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)鏈路層的簡單模型（續(xù)）3.2.1完全理想化的數(shù)據(jù)傳輸兩臺(tái)計(jì)算機(jī)通過一條通信鏈路進(jìn)行通信的筒化模型：數(shù)據(jù)鏈路層主機(jī)A緩存主機(jī)B數(shù)據(jù)鏈路AP2AP1緩存發(fā)送方接收方幀高層幀14.3.2.1完全理想化的數(shù)據(jù)傳輸兩臺(tái)計(jì)算機(jī)通過一條通信鏈路完全理想化的數(shù)據(jù)傳輸所基于的兩個(gè)假定假定1：鏈路是理想的傳輸信道，所傳送的任何數(shù)據(jù)既不會(huì)出差錯(cuò)也不會(huì)丟失。假定2：不管發(fā)方以多快的速率發(fā)送數(shù)據(jù)，收方總是來得及收下，并及時(shí)上交主機(jī)。這個(gè)假定就相當(dāng)于認(rèn)為：接收端向主機(jī)交付數(shù)據(jù)的速率永遠(yuǎn)不會(huì)低于發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)的速率。15.完全理想化的數(shù)據(jù)傳輸所基于的兩個(gè)假定假定1：鏈路是理想的傳3.2.2具有最簡單流量控制的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議現(xiàn)在去掉上述的第二個(gè)假定。但是，仍然保留第一個(gè)假定，即主機(jī)A向主機(jī)B傳輸數(shù)據(jù)的信道仍然是無差錯(cuò)的理想信道。然而現(xiàn)在不能保證接收端向主機(jī)交付數(shù)據(jù)的速率永遠(yuǎn)不低于發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)的速率。由收方控制發(fā)方的數(shù)據(jù)流，是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中流量控制的一個(gè)基本方法。16.3.2.2具有最簡單流量控制的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議現(xiàn)在去掉上3.2.2具有最簡單流量控制的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議在發(fā)送結(jié)點(diǎn)：(1)從主機(jī)取一個(gè)數(shù)據(jù)幀。(2)將數(shù)據(jù)幀送到數(shù)據(jù)鏈路層的發(fā)送緩存。(3)將發(fā)送緩存中的數(shù)據(jù)幀發(fā)送出去。(4)等待。(5)若收到由接收結(jié)點(diǎn)發(fā)過來的信息，則從主機(jī)取一個(gè)新的數(shù)據(jù)幀，然后轉(zhuǎn)到(2)。在接收結(jié)點(diǎn)：(1)等待。(2)若收到由發(fā)送結(jié)點(diǎn)發(fā)過來的數(shù)據(jù)幀，則將其放入數(shù)據(jù)鏈路層的接收緩存。(3)將接收緩存中的數(shù)據(jù)幀上交主機(jī)。(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)。(5)轉(zhuǎn)到(1)。17.3.2.2具有最簡單流量控制的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議在發(fā)送結(jié)點(diǎn)：兩種情況的對(duì)比（傳輸均無差錯(cuò)）ABDATADATADATADATA送主機(jī)B送主機(jī)B送主機(jī)B送主機(jī)BABDATA送主機(jī)BDATA送主機(jī)B時(shí)間不需要流量控制需要流量控制18.兩種情況的對(duì)比（傳輸均無差錯(cuò)）ABDATADATADAT3.2.3實(shí)用的停止等待協(xié)議時(shí)間ABDATA0送主機(jī)ACKDATA1送主機(jī)ACK(a)正常情況ABDATA0DATA0送主機(jī)ACK(c)數(shù)據(jù)幀丟失重傳tout丟失！ABDATA0送主機(jī)ACKDATA0丟棄ACK(d)確認(rèn)幀丟失重傳tout丟失！ABDATA0NAKDATA0送主機(jī)ACK(b)數(shù)據(jù)幀出錯(cuò)重傳出錯(cuò)四種情況19.3.2.3實(shí)用的停止等待協(xié)議時(shí)ABDATA0送ACKDA解決死鎖問題結(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(timeouttimer)。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。一般可將重傳時(shí)間選為略大于“從發(fā)完數(shù)據(jù)幀到收到確認(rèn)幀所需的平均時(shí)間”。20.解決死鎖問題結(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)解決重復(fù)幀的問題如果是確認(rèn)幀丟失，則超時(shí)重傳將使主機(jī)B收到兩個(gè)相同的數(shù)據(jù)幀，這就是重復(fù)幀。使每一個(gè)數(shù)據(jù)幀帶上不同的發(fā)送序號(hào)。每發(fā)送一個(gè)新的數(shù)據(jù)幀就把它的發(fā)送序號(hào)加1。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。這時(shí)應(yīng)丟棄重復(fù)幀，因?yàn)橐呀?jīng)收到過同樣的數(shù)據(jù)幀并且也交給了主機(jī)B。但此時(shí)結(jié)點(diǎn)B還必須向A發(fā)送確認(rèn)幀ACK，因?yàn)锽已經(jīng)知道A還沒有收到上一次發(fā)過去的確認(rèn)幀ACK。21.解決重復(fù)幀的問題如果是確認(rèn)幀丟失，則超時(shí)重傳將使主機(jī)B收到幀的編號(hào)問題任何一個(gè)編號(hào)系統(tǒng)的序號(hào)所占用的比特?cái)?shù)一定是有限的。因此，經(jīng)過一段時(shí)間后，發(fā)送序號(hào)就會(huì)重復(fù)。序號(hào)占用的比特?cái)?shù)越少，數(shù)據(jù)傳輸?shù)念~外開銷就越小。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)比特來編號(hào)就夠了。注：一個(gè)比特可表示0和1兩種不同的序號(hào)。

22.幀的編號(hào)問題任何一個(gè)編號(hào)系統(tǒng)的序號(hào)所占用的比特?cái)?shù)一定是有幀的發(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。每發(fā)一個(gè)新的數(shù)據(jù)幀，發(fā)送序號(hào)就和上次發(fā)送的不一樣。用這樣的方法就可以使收方能夠區(qū)分開新的數(shù)據(jù)幀和重傳的數(shù)據(jù)幀了。23.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可靠傳輸雖然物理層在傳輸比特時(shí)會(huì)出現(xiàn)差錯(cuò)，但由于數(shù)據(jù)鏈路層的停止等待協(xié)議采用了有效的檢錯(cuò)重傳機(jī)制，數(shù)據(jù)鏈路層對(duì)上面的網(wǎng)絡(luò)層就可以提供可靠傳輸?shù)姆?wù)。24.可靠傳輸雖然物理層在傳輸比特時(shí)會(huì)出現(xiàn)差錯(cuò)，但由于數(shù)據(jù)鏈路3.2.4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)。假設(shè)待傳送的數(shù)據(jù)M=1010001101（共kbit）。我們?cè)贛的后面再添加供差錯(cuò)檢測(cè)用的nbit冗余碼一起發(fā)送。冗余碼的計(jì)算用二進(jìn)制的模2運(yùn)算進(jìn)行2n乘M的運(yùn)算，這相當(dāng)于在M后面添加n個(gè)0。得到的(k+n)bit的數(shù)除以事先選定好的長度為(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。25.3.2.4循環(huán)冗余檢驗(yàn)的原理在數(shù)據(jù)鏈路層傳送的幀中，廣泛冗余碼的計(jì)算舉例設(shè)n=5,P=110101，M=1010001101模2運(yùn)算的結(jié)果是：商Q=1101010110，余數(shù)R=01110。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。26.冗余碼的計(jì)算舉例設(shè)n=5,P=110101，循環(huán)冗余檢驗(yàn)的原理說明

1101010110

←

Q

商

除數(shù)

P→

110101101000110100000

←

2nM被除數(shù)

110101

111011

110101

111010

110101

111110

110101

101100

110101

110010

110101

01110

←

R

余數(shù)27.循環(huán)冗余檢驗(yàn)的原理說明循環(huán)冗余檢驗(yàn)的原理說明只要得出的余數(shù)R不為0，就表示檢測(cè)到了差錯(cuò)。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)。一旦檢測(cè)出差錯(cuò)，就丟棄這個(gè)出現(xiàn)差錯(cuò)的幀。只要經(jīng)過嚴(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。28.循環(huán)冗余檢驗(yàn)的原理說明只要得出的余數(shù)R不為0，就表示3.2.5停止等待協(xié)議的算法在發(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。(2)V(S)←0。(3)N(S)←V(S)。(4)將發(fā)送緩存中的數(shù)據(jù)幀發(fā)送出去。(5)設(shè)置超時(shí)計(jì)時(shí)器。(6)等待。{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)←[1V(S)]，轉(zhuǎn)到(3)。否則丟棄這個(gè)確認(rèn)幀，轉(zhuǎn)到(6)。(8)若超時(shí)計(jì)時(shí)器時(shí)間到，則轉(zhuǎn)到(4)。29.3.2.5停止等待協(xié)議的算法在發(fā)送結(jié)點(diǎn)：29.3.2.5停止等待協(xié)議的算法在接收結(jié)點(diǎn)：(1)V(R)←0。(2)等待。(3)收到一個(gè)數(shù)據(jù)幀；若N(S)=V(R)，則執(zhí)行(4)；否則丟棄此數(shù)據(jù)幀，然后轉(zhuǎn)到(6)。(4)將收到的數(shù)據(jù)幀中的數(shù)據(jù)部分送交上層軟件。(5)V(R)←[1V(R)]。(6)n←V(R)；發(fā)送確認(rèn)幀ACKn，轉(zhuǎn)到(2)。30.3.2.5停止等待協(xié)議的算法在接收結(jié)點(diǎn)：30.3.2.6停止等待協(xié)議的定量分析設(shè)tf

是一個(gè)數(shù)據(jù)幀的發(fā)送時(shí)間，且數(shù)據(jù)幀的長度是固定不變的。顯然，數(shù)據(jù)幀的發(fā)送時(shí)間

tf是數(shù)據(jù)幀的長度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)（3-1）發(fā)送時(shí)間tf

也就是數(shù)據(jù)幀的發(fā)送時(shí)延。數(shù)據(jù)幀沿鏈路傳到結(jié)點(diǎn)B還要經(jīng)歷一個(gè)傳播時(shí)延

tp。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)間稱為處理時(shí)間tpr，發(fā)送確認(rèn)幀ACK的發(fā)送時(shí)間為ta。31.3.2.6停止等待協(xié)議的定量分析設(shè)tf是一個(gè)數(shù)據(jù)幀停止等待協(xié)議中數(shù)據(jù)幀和確認(rèn)幀的發(fā)送時(shí)間關(guān)系A(chǔ)BDATADATAACK傳播時(shí)延tp處理時(shí)間tpr確認(rèn)幀發(fā)送時(shí)間ta傳播時(shí)延tp處理時(shí)間tprtT時(shí)間兩個(gè)成功發(fā)送的數(shù)據(jù)幀之間的最小時(shí)間間隔數(shù)據(jù)幀的發(fā)送時(shí)間tf設(shè)置的重傳時(shí)間tout32.停止等待協(xié)議中數(shù)據(jù)幀和確認(rèn)幀的發(fā)送時(shí)間關(guān)系A(chǔ)BDATADAT重傳時(shí)間重傳時(shí)間的作用是：數(shù)據(jù)幀發(fā)送完畢后若經(jīng)過了這樣長的時(shí)間還沒有收到確認(rèn)幀，就重傳這個(gè)數(shù)據(jù)幀。為方便起見，我們?cè)O(shè)重傳時(shí)間為

tout=tp+tpr+ta+tp+tpr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=2tp33.重傳時(shí)間重傳時(shí)間的作用是：數(shù)據(jù)幀發(fā)送完畢后若經(jīng)過了這樣長的簡單的數(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)。設(shè)正確傳送一個(gè)數(shù)據(jù)幀所需的平均時(shí)間

tavtav=tT

(1+一個(gè)幀的平均重傳次數(shù))34.簡單的數(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34簡單的數(shù)學(xué)分析（續(xù)）一幀的平均重傳次數(shù)={1P[重傳次數(shù)為1]+2P[重傳次數(shù)為2]+3P[重傳次數(shù)為3]+…}={1P[第1次發(fā)送出錯(cuò)]P[第2次發(fā)送成功]+2P[第1,2次發(fā)送出錯(cuò)]P[第3次發(fā)送成功]+3P[第1,2,3次發(fā)送出錯(cuò)]P[第4次發(fā)送成功]+…}=p(1–p)+2p2(1–p)+3p3(1–p)+…這里P[X]是出現(xiàn)事件X的概率。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。當(dāng)無差錯(cuò)時(shí)，p=0,tav=tT。

35.簡單的數(shù)學(xué)分析（續(xù)）一幀的平均重傳次數(shù)35.停止等待協(xié)議ARQ的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：比較簡單。缺點(diǎn)：通信信道的利用率不高，也就是說，信道還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有被數(shù)據(jù)比特填滿。為了克服這一缺點(diǎn)，就產(chǎn)生了另外兩種協(xié)議，即連續(xù)ARQ和選擇重傳ARQ。36.停止等待協(xié)議ARQ的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：比較簡單。36.3.3連續(xù)ARQ協(xié)議

3.3.1連續(xù)ARQ協(xié)議的工作原理3.3.2連續(xù)ARQ協(xié)議的吞吐量3.3.3滑動(dòng)窗口的概念3.3.4信道利用率與最佳幀長37.3.3連續(xù)ARQ協(xié)議3.3.1連續(xù)ARQ3.3.1連續(xù)ARQ協(xié)議的工作原理在發(fā)送完一個(gè)數(shù)據(jù)幀后，不是停下來等待確認(rèn)幀，而是可以連續(xù)再發(fā)送若干個(gè)數(shù)據(jù)幀。如果這時(shí)收到了接收端發(fā)來的確認(rèn)幀，那么還可以接著發(fā)送數(shù)據(jù)幀。若收到對(duì)其中某一幀的否認(rèn)幀，則從該幀開始的后繼幀全部重發(fā)。由于減少了等待時(shí)間，整個(gè)通信的吞吐量就提高了。38.3.3.1連續(xù)ARQ協(xié)議的工作原理在發(fā)送完一個(gè)數(shù)據(jù)幀3.3.1連續(xù)ARQ協(xié)議的工作原理DATA0DATA1DATA2DATA3DATA4DATA5重傳DATA2重傳DATA3ACK1ACK2ACK1確認(rèn)DATA0ACK2確認(rèn)DATA1DATA2出錯(cuò)，丟棄DATA3不按序，丟棄，重傳ACK2DATA4不按序，丟棄，重傳ACK2DATA5不按序，丟棄，重傳ACK2ACK3ACK3確認(rèn)DATA2ACK4確認(rèn)DATA3ACK4重傳DATA5重傳DATA4超時(shí)重傳時(shí)間ABtout送交主機(jī)送交主機(jī)…??ACK2ACK2ACK239.3.3.1連續(xù)ARQ協(xié)議的工作原理DATA0DATA1需要注意(1)接收端只按序接收數(shù)據(jù)幀。雖然在有差錯(cuò)的2號(hào)幀之后接著又收到了正確的3個(gè)數(shù)據(jù)幀，但接收端都必須將這些幀丟棄，因?yàn)樵谶@些幀前面有一個(gè)2號(hào)幀還沒有收到。(2)ACK1表示確認(rèn)0號(hào)幀DATA0，并期望下次收到1號(hào)幀；ACK2表示確認(rèn)1號(hào)幀DATA1，并期望下次收到2號(hào)幀。依此類推。40.需要注意(1)接收端只按序接收數(shù)據(jù)幀。雖然在有差錯(cuò)的需要注意(3)結(jié)點(diǎn)A在每發(fā)送完一個(gè)數(shù)據(jù)幀時(shí)都要設(shè)置該幀的超時(shí)計(jì)時(shí)器。如果在所設(shè)置的超時(shí)時(shí)間內(nèi)收到確認(rèn)幀，就立即將超時(shí)計(jì)時(shí)器清零。但若在所設(shè)置的超時(shí)時(shí)間到了而未收到確認(rèn)幀，就要重傳相應(yīng)的數(shù)據(jù)幀。在等不到2號(hào)幀的確認(rèn)而重傳2號(hào)數(shù)據(jù)幀時(shí)，雖然結(jié)點(diǎn)A已經(jīng)發(fā)完了5號(hào)幀，但仍必須向回走，將2號(hào)幀及其以后的各幀全部進(jìn)行重傳。連續(xù)ARQ又稱為Go-back-NARQ（又稱回退N式ARQ協(xié)議），意思是當(dāng)出現(xiàn)差錯(cuò)必須重傳時(shí)，要向回走N個(gè)幀，然后再開始重傳。41.需要注意(3)結(jié)點(diǎn)A在每發(fā)送完一個(gè)數(shù)據(jù)幀時(shí)都要設(shè)置連續(xù)ARQ協(xié)議的優(yōu)缺點(diǎn)連續(xù)ARQ協(xié)議一方面因連續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)幀而提高了效率，另一方面，在重傳時(shí)又必須把原來已正確傳送過的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行重傳，這種做法又使傳送效率降低。若傳輸信道的傳輸質(zhì)量很差因而誤碼率較大時(shí)，連續(xù)ARQ協(xié)議不一定優(yōu)于停止等待協(xié)議。42.連續(xù)ARQ協(xié)議的優(yōu)缺點(diǎn)連續(xù)ARQ協(xié)議一方面因連續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)幀3.3.2連續(xù)ARQ協(xié)議的吞吐量在連續(xù)ARQ協(xié)議的情況下，正確傳送一個(gè)數(shù)據(jù)幀所需的平均時(shí)間是：吞吐量的最大值是：max=1/tav=(1

p)/tT[1+（–1)p]而歸一化的吞吐量為：

=tf

(1

p)/[1+（–1)p]可見，當(dāng)?shù)扔?時(shí)，停止等待ARQ與連續(xù)ARQ性能相同。43.3.3.2連續(xù)ARQ協(xié)議的吞吐量在連續(xù)ARQ協(xié)議的情3.3.2連續(xù)ARQ協(xié)議的吞吐量

例：若數(shù)據(jù)幀的差錯(cuò)率p=0.01，而參數(shù)=4，則對(duì)于停止等待協(xié)議，≤0.99/4，但對(duì)于連續(xù)ARQ協(xié)議，≤0.96。故即使在數(shù)據(jù)幀的差錯(cuò)率高達(dá)0.01時(shí)，連續(xù)ARQ的效率也比停止等待協(xié)議的高。注意：停止等待協(xié)議歸一化吞吐量

(1

p)/連續(xù)ARQ協(xié)議歸一化吞吐量

(1

p)/[1+（–1)p]44.3.3.2連續(xù)ARQ協(xié)議的吞吐量例：若數(shù)據(jù)幀的差錯(cuò)率3.3.3滑動(dòng)窗口的概念在連續(xù)ARQ協(xié)議中，應(yīng)當(dāng)將已發(fā)送出去但未被確認(rèn)的數(shù)據(jù)幀的數(shù)目加發(fā)限制。發(fā)送端和接收端分別設(shè)定發(fā)送窗口和接收窗口。

發(fā)送窗口用來對(duì)發(fā)送端進(jìn)行流量控制。發(fā)送窗口的大小WT

代表在還沒有收到對(duì)方確認(rèn)信息的情況下發(fā)送端最多可以發(fā)送多少個(gè)數(shù)據(jù)幀。接收窗口用來控制接收端可以接收哪些數(shù)據(jù)幀。只有發(fā)送序號(hào)落入接收窗口內(nèi)的數(shù)據(jù)幀才可以收下。45.3.3.3滑動(dòng)窗口的概念在連續(xù)ARQ協(xié)議中，01234567012發(fā)送窗口WT不允許發(fā)送這些幀允許發(fā)送5個(gè)幀(a)01234567012不允許發(fā)送這些幀還允許發(fā)送4個(gè)幀WT已發(fā)送(b)01234567012不允許發(fā)送這些幀WT已發(fā)送(c)01234567012不允許發(fā)送這些幀還允許發(fā)送3個(gè)幀WT已發(fā)送已發(fā)送并已收到確認(rèn)(d)當(dāng)發(fā)送出數(shù)據(jù)時(shí)，滑動(dòng)窗口從左邊開始收縮；當(dāng)收到確認(rèn)時(shí)，滑動(dòng)窗口向右擴(kuò)展。46.01234567012發(fā)送窗口WT不允許發(fā)送這些幀允許發(fā)送接收端設(shè)置接收窗口在接收端只有當(dāng)收到的數(shù)據(jù)幀的發(fā)送序號(hào)落入接收窗口內(nèi)才允許將該數(shù)據(jù)幀收下。若接收到的數(shù)據(jù)幀落在接收窗口之外，則一律將其丟棄。在連續(xù)ARQ協(xié)議中，接收窗口的大小WR=1。只有當(dāng)收到的幀的序號(hào)與接收窗口一致時(shí)才能接收該幀。否則，就丟棄它。每收到一個(gè)序號(hào)正確的幀，接收窗口就向前（即向右方）滑動(dòng)一個(gè)幀的位置。同時(shí)發(fā)送對(duì)該幀的確認(rèn)。47.接收端設(shè)置接收窗口在接收端只有當(dāng)收到的數(shù)據(jù)幀的發(fā)送序號(hào)落入不允許接收這些幀01234567012WR準(zhǔn)備接收0號(hào)幀(a)不允許接收這些幀01234567012WR準(zhǔn)備接收1號(hào)幀已收到(b)不允許接收這些幀01234567012WR準(zhǔn)備接收4號(hào)幀已收到(c)48.不允許接收這些幀01234567012WR準(zhǔn)備接收0號(hào)幀滑動(dòng)窗口的重要特性只有在接收窗口向前滑動(dòng)時(shí)（與此同時(shí)也發(fā)送了確認(rèn)），發(fā)送窗口才有可能向前滑動(dòng)。收發(fā)兩端的窗口按照以上規(guī)律不斷地向前滑動(dòng)，因此這種協(xié)議又稱為滑動(dòng)窗口協(xié)議。當(dāng)發(fā)送窗口和接收窗口的大小都等于1時(shí)，就是停止等待協(xié)議。49.滑動(dòng)窗口的重要特性只有在接收窗口向前滑動(dòng)時(shí)（與此同時(shí)也發(fā)發(fā)送窗口的最大值當(dāng)用n個(gè)比特進(jìn)行編號(hào)時(shí)，若接收窗口的大小為1，則只有在發(fā)送窗口的大小WT

2n1時(shí)，連續(xù)ARQ協(xié)議才能正確運(yùn)行。例如，當(dāng)采用3bit編碼時(shí)，發(fā)送窗口的最大值是7而不是8。50.發(fā)送窗口的最大值當(dāng)用n個(gè)比特進(jìn)行編號(hào)時(shí)，若接收窗口的大發(fā)送窗口的最大值顯然WT內(nèi)不可能有重復(fù)編號(hào)的幀，所以WT≤2n。設(shè)WT=2n；注意以下情況：發(fā)送窗口：只有當(dāng)收到對(duì)一個(gè)幀的確認(rèn)，才會(huì)向前滑動(dòng)一個(gè)幀的位置；接收窗口：只有收到一個(gè)序號(hào)正確的幀，才會(huì)向前滑動(dòng)一個(gè)幀的位置，且同時(shí)向發(fā)送端發(fā)送對(duì)該幀的確認(rèn)。顯然只有接收窗口向前滑動(dòng)時(shí)，發(fā)送端口才有可能向前滑動(dòng)。發(fā)送端若沒有收到該確認(rèn)，發(fā)送窗口就不能滑動(dòng)。51.發(fā)送窗口的最大值顯然WT內(nèi)不可能有重復(fù)編號(hào)的幀，所以WT發(fā)送窗口的最大值取n=3。考慮當(dāng)接收窗口位于0時(shí)，發(fā)送窗口的兩個(gè)極端狀態(tài)。狀態(tài)1：全部確認(rèn)幀收到發(fā)送窗口：0123456701234567

接收窗口：0123456701234567

狀態(tài)2：全部確認(rèn)幀都沒收到發(fā)送窗口：0123456701234567接收窗口：0123456701234567可見在狀態(tài)2下，接收過程前移窗口后有效序列號(hào)的新范圍和發(fā)送窗口的舊范圍之間有重疊，致使接收端無法區(qū)分是重復(fù)幀還是新幀。為使舊發(fā)送窗口和新接收窗口之間序列號(hào)不發(fā)生重疊，所以WT≤2n-1。52.發(fā)送窗口的最大值取n=3。考慮當(dāng)接收窗口位于0時(shí)，發(fā)送窗口3.3.4信道利用率與最佳幀長由于每個(gè)數(shù)據(jù)幀都必須包括一定的控制信息(如幀的序號(hào)、地址、同步信息以及其他的一些控制信息)，所以即使連續(xù)不停地發(fā)送數(shù)據(jù)幀，信道利用率(即扣除全部的控制信息后的數(shù)據(jù)率與信道容量之比)也不可能達(dá)到100%。當(dāng)出現(xiàn)差錯(cuò)時(shí)(這是不可避免的)，數(shù)據(jù)幀的不斷重傳將進(jìn)一步使信道利用率降低。53.3.3.4信道利用率與最佳幀長由于每個(gè)數(shù)據(jù)幀都必須包括一3.3.4信道利用率與最佳幀長若數(shù)據(jù)幀的幀長取得很短，那么控制信息在每一幀中所占的比例就增大，因而額外開銷增大，這就導(dǎo)致信道利用率的下降。若幀長取得太長，則數(shù)據(jù)幀在傳輸過程中出錯(cuò)的概率就增大，于是重傳次數(shù)將增大，這也會(huì)使信道利用率下降。由此可見，存在一個(gè)最佳幀長，在此幀長下信道的利用率最高。54.3.3.4信道利用率與最佳幀長若數(shù)據(jù)幀的幀長取得很短，那3.4選擇重傳ARQ協(xié)議可加大接收窗口，先收下發(fā)送序號(hào)不連續(xù)但仍處在接收窗口中的那些數(shù)據(jù)幀。等到所缺序號(hào)的數(shù)據(jù)幀收到后再一并送交主機(jī)。選擇重傳ARQ協(xié)議可避免重復(fù)傳送那些本來已經(jīng)正確到達(dá)接收端的數(shù)據(jù)幀。但我們付出的代價(jià)是在接收端要設(shè)置具有相當(dāng)容量的緩存空間。對(duì)于選擇重傳ARQ協(xié)議，若用n

比特進(jìn)行編號(hào)，則接收窗口的最大值受下式的約束。WR

2n/255.3.4選擇重傳ARQ協(xié)議可加大接收窗口，先收下發(fā)3.5面向比特的鏈路層協(xié)議HDLC由于對(duì)控制方法影響較大的是傳輸信息的基本單位，因此鏈路控制規(guī)程有"面向字符的控制規(guī)程"和"面向比特的控制規(guī)程"。面向字符的控制規(guī)程把數(shù)據(jù)和控制信息都看作是字符，面向比特的控制規(guī)程把數(shù)據(jù)及控制信息都看作是位的組合。

56.3.5面向比特的鏈路層協(xié)議HDLC由于對(duì)數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程分類面向字符型

在這類規(guī)程中，用字符編碼集中的幾個(gè)特定字符來控制鏈路的操作，監(jiān)視鏈路的工作狀態(tài)，例如，采用國際5號(hào)碼中的SOH、STX作為幀的開始，ETX、ETB作為的結(jié)束，ENQ、EOT、ACK、NAK等字符控制鏈路操作。面向比特型

在這類規(guī)程中，采用特定的二進(jìn)制序列01111110作為幀的開始和結(jié)束，以一定的比特組合所表示的命令和響應(yīng)實(shí)現(xiàn)鏈路的監(jiān)控功能，命令和響應(yīng)可以和信息一起傳送。57.數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程分類面向字符型57.3.5面向比特的鏈路層協(xié)議HDLC面向字符型數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的缺點(diǎn)：報(bào)文格式不一樣；傳輸透明性不好；等待發(fā)送方式，傳輸效率低。面向比特型協(xié)議的設(shè)計(jì)目標(biāo)：以比特作為傳輸控制信息的基本單元；數(shù)據(jù)幀與控制幀格式相同；傳輸透明性好；連續(xù)發(fā)送，傳輸效率高。58.3.5面向比特的鏈路層協(xié)議HDLC面向字符型數(shù)據(jù)鏈路HDLC的基本工作原理（基本特征）三種類型的站：主站：負(fù)責(zé)鏈路的操作，主站發(fā)出的幀稱為命令。次站：在主站的控制下進(jìn)行操作。組合站：組合了主站和次站的特性，既可發(fā)命令，也可發(fā)響應(yīng)。兩種鏈路組合:

非平衡組合：1個(gè)主站+1~多個(gè)次站。平衡組合：兩個(gè)組合站組成。59.HDLC的基本工作原理（基本特征）三種類型的站：59.HDLC的基本工作原理（基本特征）操作方式：正常響應(yīng)方式(NRM)：適用于不平衡鏈路結(jié)構(gòu)，即用于點(diǎn)-點(diǎn)和點(diǎn)-多點(diǎn)的鏈路結(jié)構(gòu)中。由主站控制整個(gè)鏈路的操作，負(fù)責(zé)鏈路的初始化、數(shù)據(jù)流控制和鏈路復(fù)位等。從站只有在收到主站的明確允許后，才能發(fā)出響應(yīng)。異步響應(yīng)方式(ARM)：也適用于不平衡鏈路結(jié)構(gòu)。從站可以不必得到主站的允許就可以開始數(shù)據(jù)傳輸。異步平衡方式(ABM)：適用于平衡鏈路結(jié)構(gòu)。鏈路兩端的復(fù)合站具有同等的能力，不管哪個(gè)復(fù)合站均可在任意時(shí)間發(fā)送命令幀，并且不需要收到對(duì)方復(fù)合站發(fā)出的命令幀就可以發(fā)送響應(yīng)幀。60.HDLC的基本工作原理（基本特征）操作方式：60.HDLC的基本配置方式61.HDLC的基本配置方式61.HDLC的幀結(jié)構(gòu)標(biāo)志字段F(Flag)為6個(gè)連續(xù)1加上兩邊各一個(gè)0共8bit。在接收端只要找到標(biāo)志字段就可確定一個(gè)幀的位置。比特888可變168信息Info標(biāo)志F標(biāo)志F地址A控制C幀檢驗(yàn)序列FCS透明傳輸區(qū)間FCS檢驗(yàn)區(qū)間62.HDLC的幀結(jié)構(gòu)標(biāo)志字段F(Flag)為6個(gè)零比特填充法HDLC采用零比特填充法使一幀中兩個(gè)F字段之間不會(huì)出現(xiàn)6個(gè)連續(xù)1。在發(fā)送端，當(dāng)一串比特流數(shù)據(jù)中有5個(gè)連續(xù)1時(shí)，就立即填入一個(gè)0。在接收幀時(shí)，先找到F字段以確定幀的邊界。接著再對(duì)比特流進(jìn)行掃描。每當(dāng)發(fā)現(xiàn)5個(gè)連續(xù)1時(shí)，就將其后的一個(gè)0刪除，以還原成原來的比特流。63.零比特填充法HDLC采用零比特填充法使一幀中兩個(gè)F字段零比特的填充與刪除數(shù)據(jù)中某一段比特組合恰好出現(xiàn)和F字段一樣的情況01001111110001010會(huì)被誤認(rèn)為是F字段發(fā)送端在5個(gè)連1之后填入0比特再發(fā)送出去填入0比特010011111010001010在接收端將5個(gè)連1之后的0比特刪除，恢復(fù)原樣在此位置刪除填入的0比特01001111101000101064.零比特的填充與刪除數(shù)據(jù)中某一段比特組合恰好0100透明傳輸采用零比特填充法就可傳送任意組合的比特流，或者說，就可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層的透明傳輸。當(dāng)連續(xù)傳輸兩個(gè)幀時(shí)，前一個(gè)幀的結(jié)束標(biāo)志字段F可以兼作后一幀的起始標(biāo)志字段。當(dāng)暫時(shí)沒有信息傳送時(shí)，可以連續(xù)發(fā)送標(biāo)志字段，使接收端可以一直和發(fā)送端保持同步。65.透明傳輸采用零比特填充法就可傳送任意組合的比特流，或者說，其它字段地址字段A是8bit。最多可以表示256個(gè)站的地址。地址字段為“11111111”時(shí)，定義為全站地址，即通知所有的接收站接收有關(guān)的命令幀并按其動(dòng)作；全“0”比特為無站地址，用于測(cè)試數(shù)據(jù)鏈路的狀態(tài)。因此有效地址共有254個(gè)。比特888可變168信息Info標(biāo)志F標(biāo)志F地址A控制C幀檢驗(yàn)序列FCS透明傳輸區(qū)間FCS檢驗(yàn)區(qū)間66.其它字段地址字段A是8bit。最多可以表示256個(gè)其它字段幀檢驗(yàn)序列FCS字段共16bit。所檢驗(yàn)的范圍是從地址字段的第一個(gè)比特起，到信息字段的最末一個(gè)比特為止?？刂谱侄蜟共8bit，是最復(fù)雜的字段。HDLC的許多重要功能都靠控制字段來實(shí)現(xiàn)。比特888可變168信息Info標(biāo)志F標(biāo)志F地址A控制C幀檢驗(yàn)序列FCS透明傳輸區(qū)間FCS檢驗(yàn)區(qū)間67.其它字段幀檢驗(yàn)序列FCS字段共16bit。所檢驗(yàn)控制字段控制字段C有8bit，HDLC的許多重要功能要由控制字段來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)其最前面二個(gè)比特位，可將HDLC幀分為三種：即信息幀I、監(jiān)督幀S和無編號(hào)幀U。比特888可變168信息Info標(biāo)志F標(biāo)志F地址A控制C幀檢驗(yàn)序列FCS01101SMP/FP/FN（S）P/FN（R）N（R）M信息幀I監(jiān)督幀S無編號(hào)幀U1234567868.控制字段控制字段C有8bit，HDLC的許多重信息幀：若控制字段的第1比特為0，則該幀為數(shù)據(jù)幀，用于傳送數(shù)據(jù)。比特2-4為發(fā)送序號(hào)N(S)，而比特6-8為接收序號(hào)N(R)。特別強(qiáng)調(diào)指出：N(R)帶有確認(rèn)的意思，它表示序號(hào)為N(R)-1以及在這以前的各幀都已經(jīng)正確無誤地收妥了。

控制字段（續(xù)1）01101SMP/FP/FN（S）P/FN（R）N（R）M信息幀I監(jiān)督幀S無編號(hào)幀U1234567869.信息幀：若控制字段的第1比特為0，則該幀為數(shù)據(jù)幀，用于傳送數(shù)監(jiān)督幀：用于監(jiān)視和控制數(shù)據(jù)鏈路，完成信息幀的接收確認(rèn)、重發(fā)請(qǐng)求、暫停發(fā)送請(qǐng)求等功能。若控制字段的第1-2比特為10，則對(duì)應(yīng)的幀即為監(jiān)督幀S。監(jiān)督幀共有四種，取決于第3-4比特的取值。監(jiān)控幀的名稱和功能

控制字段（續(xù)2）第3-4比特幀名功能確認(rèn)，且準(zhǔn)備接受下一幀，已收妥N(R)以前的各幀確認(rèn)，暫停接收下一幀，N(R)含義同上否認(rèn)，否認(rèn)N(R)起的各幀，但N(R)以前的幀已收妥否認(rèn)，只否認(rèn)序號(hào)為N(R)的幀RR接收準(zhǔn)備好RNR接收未準(zhǔn)備好REJ拒絕接收SREJ選擇拒絕接收0010011170.監(jiān)督幀：用于監(jiān)視和控制數(shù)據(jù)鏈路，完成信息幀的接收確認(rèn)、重發(fā)請(qǐng)無編號(hào)幀：用于數(shù)據(jù)鏈路的控制。若控制字段的第1-2比特都是1時(shí)，這個(gè)幀就是無編號(hào)幀U，無編號(hào)幀本身不帶編號(hào)，而是用5bit來表示不同功能的無編號(hào)幀?？梢栽谌魏涡枰臅r(shí)刻發(fā)出，而不影響帶編號(hào)的信息幀的交換順序。如：B3B4B6B7B8=00001，則其功能為置正常響應(yīng)模式?？刂谱侄危ɡm(xù)3）01101SMP/FP/FN（S）P/FN（R）N（R）M信息幀I監(jiān)督幀S無編號(hào)幀U1234567871.無編號(hào)幀：用于數(shù)據(jù)鏈路的控制。若控制字段的第1-2比特都是1無編號(hào)幀的名稱和代碼名稱B3B4B6B7B8記憶符置正常響應(yīng)模式00001SNRM置異步響應(yīng)模式/斷開方式11000SARM/DM置異步平衡模式11100SABM置擴(kuò)充正常響應(yīng)模式11011SNRME置擴(kuò)充異步響應(yīng)模式11010SARME置擴(kuò)充異步平衡模式11110SABME斷鏈/請(qǐng)求斷鏈00010DISC/RD置初始化/請(qǐng)求初始化方式10000SIM/RIM無編號(hào)探詢00100UP無編號(hào)信息00000UI交換識(shí)別11101XID復(fù)位11001RESET幀拒絕10001FRMR無編號(hào)確認(rèn)00110UA72.無編號(hào)幀的名稱和代碼名稱B3B4B6B7B8記憶符置P/F位的意義（詢問/終止）在正常響應(yīng)方式中，從站不能主動(dòng)向主站發(fā)送信息，從站只有收到主站發(fā)出的P比特為1（對(duì)從站的查詢）的命令幀以后才能發(fā)送響應(yīng)幀。若從站有數(shù)據(jù)發(fā)送，則在最后一個(gè)數(shù)據(jù)幀中將F比特置1；若無數(shù)據(jù)發(fā)送，則應(yīng)在回答的S幀中將F比特置1。在異步響應(yīng)或異步平衡方式中，任何一個(gè)站都可以在主動(dòng)發(fā)送的S幀和I幀中將P比特置1。對(duì)方站收到P=1的幀后，應(yīng)盡早地回答本站的狀態(tài)并將F比特置1。73.P/F位的意義（詢問/終止）在正常響應(yīng)方式中，P/F位的使用方法74.P/F位的使用方法74.圖中主站A和從站B、C連成多點(diǎn)鏈路，傳送幀的一些主要參數(shù)按照“地址，幀名和序號(hào)，P/F”的先后順序標(biāo)注。這里的地址是指地址字段中應(yīng)填入的站地址；幀名是指幀的名稱，如RR、I；序號(hào)是指監(jiān)控幀中的N(R)或信息幀中的N(S)和N(R)，如RR4、I31（第1個(gè)數(shù)字是N(S)，第2個(gè)數(shù)字是N(R)）。P/F是在其為1時(shí)才寫上P或F，表明此時(shí)控制字段的第5比特為1。P/F位的使用方法75.圖中主站A和從站B、C連成多點(diǎn)鏈路，傳送幀的一些主要參數(shù)按照主站A先詢問B站：“B站，若有信息，請(qǐng)立刻發(fā)送”。這時(shí)A站發(fā)送的幀是RR監(jiān)控幀，并將N(R)置0，表示期望收到對(duì)方的0號(hào)幀。因此在圖中將這樣的幀記為“B,RR0,P”。對(duì)主站的這一命令，B站響應(yīng)以連續(xù)4個(gè)信息幀，其序號(hào)N(S)從0到3。最后在第4個(gè)信息幀中將F置1，表示“我要發(fā)送的信息已發(fā)完”。這個(gè)幀記為“B,I30,F”。A站在收到B站發(fā)來的4個(gè)信息幀后，發(fā)回確認(rèn)幀RR4（這時(shí)N(R)=4）。我們注意到這時(shí)P/F比特并未置1，所以B站收到RR4后不必應(yīng)答。接下去A站輪詢C站，P=1，雖然這時(shí)C站沒有數(shù)據(jù)發(fā)送，但也必須立即應(yīng)答。C站應(yīng)答也是RR幀，表示目前沒有信息幀發(fā)送，F(xiàn)=1表明這是回答對(duì)方命令的一個(gè)響應(yīng)。P/F位的使用方法76.主站A先詢問B站：“B站，若有信息，請(qǐng)立刻發(fā)送”。這時(shí)A站發(fā)有了P/F比特，使HDLC規(guī)程使用起來更加靈活。在兩個(gè)復(fù)合站全雙工通信時(shí)，任何一方都可隨時(shí)使P=1，這時(shí)對(duì)方就要立即回答RR幀，并置F=1，這樣就可以收到對(duì)方的確認(rèn)了。如果不使用P/F比特，則收方不一定馬上發(fā)出確認(rèn)幀，比如收方可以在發(fā)送自己的信息幀時(shí)，利用N(R)把確認(rèn)信息發(fā)出。P/F位的使用方法77.有了P/F比特，使HDLC規(guī)程使用起來更加靈活。在兩個(gè)復(fù)合站3.6因特網(wǎng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議PPPPPP（Point-to-PointProtocol點(diǎn)到點(diǎn)協(xié)議）是為在同等單元之間傳輸數(shù)據(jù)包這樣的簡單鏈路設(shè)計(jì)的鏈路層協(xié)議。這種鏈路提供全雙工操作，并按照順序傳遞數(shù)據(jù)包。設(shè)計(jì)目的主要是用來通過撥號(hào)或?qū)＞€方式建立點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接發(fā)送數(shù)據(jù)，使其成為各種主機(jī)、網(wǎng)橋和路由器之間簡單連接的一種解決方案。

78.3.6因特網(wǎng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議PPPPPP（3.6.1PPP協(xié)議的工作原理現(xiàn)在使用得最多的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議PPP。用戶使用撥號(hào)電話線接入因特網(wǎng)時(shí)，一般都是使用PPP協(xié)議。路由器調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器因特網(wǎng)服務(wù)提供者(ISP)用戶家庭撥號(hào)電話線使用TCP/IP的PPP連接使用TCP/IP的客戶進(jìn)程路由選擇進(jìn)程至因特網(wǎng)…PC機(jī)79.3.6.1PPP協(xié)議的工作原理現(xiàn)在使用得最多的數(shù)據(jù)PPP的特性PPP協(xié)議是目前使用得最廣泛的廣域網(wǎng)協(xié)議，這是因?yàn)樗哂幸韵绿匦裕耗軌蚩刂茢?shù)據(jù)鏈路的建立；能夠?qū)P地址進(jìn)行分配和使用；允許同時(shí)采用多種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議；能夠配置和測(cè)試數(shù)據(jù)鏈路；能夠進(jìn)行錯(cuò)誤檢測(cè)；有協(xié)商選項(xiàng)，能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)層的地址和數(shù)據(jù)壓縮等進(jìn)行協(xié)商。80.PPP的特性PPP協(xié)議是目前使用得最廣泛的廣域網(wǎng)協(xié)議，PPP協(xié)議組成一個(gè)將IP數(shù)據(jù)報(bào)封裝到串行鏈路的方法。鏈路控制協(xié)議LCP(LinkControlProtocol)：LCP負(fù)責(zé)創(chuàng)建，維護(hù)或終止一次物理連接?？梢允褂枚喾N物理層服務(wù)。認(rèn)證協(xié)議，最常用的包括口令驗(yàn)證協(xié)議PAP和挑戰(zhàn)握手驗(yàn)證協(xié)議CHAP。網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議NCP(NetworkControlProtocol)：負(fù)責(zé)解決物理連接上運(yùn)行什么網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，以及解決上層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議發(fā)生的問題?？梢灾С侄喾N網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。81.PPP協(xié)議組成一個(gè)將IP數(shù)據(jù)報(bào)封裝到串行鏈路的方法3.6.2PPP協(xié)議的幀格式PPP的幀格式和HDLC的相似。標(biāo)志字段F仍為0x7E（符號(hào)“0x”表示后面的字符是用十六進(jìn)制表示。十六進(jìn)制的7E的二進(jìn)制表示是01111110）。地址字段A只置為0xFF。地址字段實(shí)際上并不起作用，PPP不分配個(gè)人地址?？刂谱侄蜟通常置為0x03。要求用戶數(shù)據(jù)傳輸采用無序號(hào)幀，不提供使用序號(hào)和確認(rèn)的可靠傳輸。PPP是面向字節(jié)的，所有的PPP幀的長度都是整數(shù)字節(jié)。82.3.6.2PPP協(xié)議的幀格式PPP的幀格式和HDLPPP協(xié)議的幀格式PPP有一個(gè)2個(gè)字節(jié)的協(xié)議字段。識(shí)別幀的信息部分字段所封裝的協(xié)議。當(dāng)協(xié)議字段為0x0021時(shí)，PPP幀的信息字段就是IP數(shù)據(jù)報(bào)。若為0xC021,則信息字段是PPP鏈路控制