004 数据链路层PPT课件
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数据链路层PPT课件
用户使用拨号电话线接入因特网时，一 般都是使用 PPP 协议。
2021/4/8
31
用户到 ISP 的链路使用 PPP 协议
已向因特网管理机构 申请到一批 IP 地址
用
接入网
户
至因特网 ISP
PPP 协议
2021/4/8
32
3.2.1 PPP 协议的特点
简单——这是首要的要求 封装成帧 透明性 多种网络层协议 多种类型链路 差错检测 检测连接状态 最大传送单元 网络层地址协商
仅从数据链路层观察帧的流动
R1 网络层 链路层 物理层
R2 网络层 链路层 物理层
R3 网络层 链路层 物理层
H2
应用层 运输层 网络层 链路层 物理层
2021/4/8
8
3.1.2 数据链路和帧
链路(link)是一条无源的点到点的物理线 路段，中间没有任何其他的交换结点。
一条链路只是一条通路的一个组成部分。
在一段时间内，传输错误的比特占所传输比特 总数的比率称为误码率 BER (Bit Error Rate)。
误码率与信噪比有很大的关系。
为了保证数据传输的可靠性，在计算机网络传 输数据时，必须采用各种差错检测措施。
2021/4/8
17
循环冗余检验的原理
在数据链路层传送的帧中，广泛使用了循 环冗余检验 CRC 的检错技术。
SOH
装在帧中的数据部分
EOT
帧 发送在前
2021/4/8
132. 透明传输来自出现了“EOT” 完整的帧
发送
数据部分
在前
SOH
EOT
EOT
被接收端 误认为是一个帧
被接收端当作无效帧而丢弃
2021/4/8
2021/4/8
31
用户到 ISP 的链路使用 PPP 协议
已向因特网管理机构 申请到一批 IP 地址
用
接入网
户
至因特网 ISP
PPP 协议
2021/4/8
32
3.2.1 PPP 协议的特点
简单——这是首要的要求 封装成帧 透明性 多种网络层协议 多种类型链路 差错检测 检测连接状态 最大传送单元 网络层地址协商
仅从数据链路层观察帧的流动
R1 网络层 链路层 物理层
R2 网络层 链路层 物理层
R3 网络层 链路层 物理层
H2
应用层 运输层 网络层 链路层 物理层
2021/4/8
8
3.1.2 数据链路和帧
链路(link)是一条无源的点到点的物理线 路段，中间没有任何其他的交换结点。
一条链路只是一条通路的一个组成部分。
在一段时间内，传输错误的比特占所传输比特 总数的比率称为误码率 BER (Bit Error Rate)。
误码率与信噪比有很大的关系。
为了保证数据传输的可靠性，在计算机网络传 输数据时，必须采用各种差错检测措施。
2021/4/8
17
循环冗余检验的原理
在数据链路层传送的帧中，广泛使用了循 环冗余检验 CRC 的检错技术。
SOH
装在帧中的数据部分
EOT
帧 发送在前
2021/4/8
132. 透明传输来自出现了“EOT” 完整的帧
发送
数据部分
在前
SOH
EOT
EOT
被接收端 误认为是一个帧
被接收端当作无效帧而丢弃
2021/4/8
计算机网络课件第四章 数据链路层
2019/2/5
4
计算机网络技术与应用简明教程
清华大学出版社
4.1网络互连概述
4.1.1 网络互连的目的 • 扩大资源共享的范围 • 降低成本 • 提高安全性 • 提高可靠性
2019/2/5
5
计算机网络技术与应用简明教程
清华大学出版社
4.1.2 网络互连的层次及相关设备
• 中继器（Repeater）：工作在物理层在电缆之间 逐个复制二进制位bit。 • 桥接器（Bridge）：工作在链路层在LAN之间存 储和转发帧frame。 • 路由器（Router）：工作在网络层在不同的网络 之间存储和转发分组。 • 协议转换器（Gateway）：工作在三层以上，实 现不同协议的转换。
2019/2/5 20
计算机网络技术与应用简明教程
清华大学出版社
万维网服务器 100Mbps
以太网交换机 路由器 100Mbps
100Mbps 电子邮件服务器 集线器 集线器 集线器 10base- T
图4-4 用以太网交换机扩展局域网
2019/2/5 21
计算机网络技术与应用简明教程
清华大学出版社
计算机网络技术与应用简明教程
清华大学出版社
第四章 网络互联技术
教学目标 教学重点 教学过程
2019/2/5
1
计算机网络技术与应用简明教程
清华大学出版社
教学目标
• • • • 掌握几种网络互连设备的功能和工作原理 掌握IP地址与子网掩码的概念 了解无分类编址CIDR 熟悉路由选择协议RIP、BGP的特点
2019/2/5
22
计算机网络技术与应用简明教程
清华大学出版社
交换机的数据传递工作原理： 当交换机从某一节点收到一个帧时（广播帧除外）， 将对地址表执行两个动作， （1）检查该帧的源MAC地址是否已在地址表中，如 果没有，则将该MAC地址加到地址表中，这样以后 就知道该MAC地址在哪一个节点； （2）是检查该帧的目的MAC地址是否已在地址表中， 如果该MAC地址已在地址表中，则将该帧发送到对 应的节点即可，如果该MAC地址不在地址表中，则 将该帧发送到所有其它节点（源节点除外），相当于 该帧是一个广播帧。
计算机网络教学资料-第4章数据链路层.ppt
▪ 一般的适配器都包括了数据链路层和物理层这两层 的功能。
6
数据链路层像个数字管道
❖ 常常在两个对等的数据链路层之间画出一个数 字管道，而在这条数字管道上传输的数据单位 是帧。
❖ 采用复用技术，一条物理链路可以构成多条数 据链路
结点
帧
帧
结点
❖ 早期的数据通信协议曾叫作通信规程 (procedure)。因此在数据链路层，规程和协 议是同义语。
在数据通信和计算机网络中，几乎都采用ARQ差错控制 技术。在采用无线电信道的通信系统中，由于信道误 码率较高，大多采用HEC方式的差错控制技术。
18
18
4.反馈检验 反馈校验方式又称回程校验。
接收端把收到的数据序列原封不动地转发回发送端，发端 将原发送的数据序列与返送回的数据序列比较。如果发现错 误，则发送端进行重发，直到发端没有发现错误为止。
优点：不需要反馈信道，也不存在由于反复重发而延误时间 ，实时性好。
缺点：附加的监督码较多，传输效率低，纠错设备比检错设 备复杂。
17
2.差错控制的方式
3、混合纠错 它是反馈纠错和前向纠错两种方式的结合。发送 端的码字不仅有检错能力，而且还具有一定的纠 错能力。接收端收到码字后，译码器首先检验错 误情况，如果在码的纠错能力以内，则自动纠错 ；如果超过了码的纠错能力，接收端通过反馈信 道命令发送端重发来纠正错误。
7
4.2 三个基本问题
(1) 帧定界 (2) 透明传输 (3) 差错控制
8
4.2.1 帧定界
❖ 帧定界(framing)就是确定帧的界限。
帧开始 帧首部
从这里开始发送
IP 数据报 帧的数据部分
MTU 数据链路层的帧长
9
帧结束 帧尾部
6
数据链路层像个数字管道
❖ 常常在两个对等的数据链路层之间画出一个数 字管道，而在这条数字管道上传输的数据单位 是帧。
❖ 采用复用技术，一条物理链路可以构成多条数 据链路
结点
帧
帧
结点
❖ 早期的数据通信协议曾叫作通信规程 (procedure)。因此在数据链路层，规程和协 议是同义语。
在数据通信和计算机网络中，几乎都采用ARQ差错控制 技术。在采用无线电信道的通信系统中，由于信道误 码率较高，大多采用HEC方式的差错控制技术。
18
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4.反馈检验 反馈校验方式又称回程校验。
接收端把收到的数据序列原封不动地转发回发送端，发端 将原发送的数据序列与返送回的数据序列比较。如果发现错 误，则发送端进行重发，直到发端没有发现错误为止。
优点：不需要反馈信道，也不存在由于反复重发而延误时间 ，实时性好。
缺点：附加的监督码较多，传输效率低，纠错设备比检错设 备复杂。
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2.差错控制的方式
3、混合纠错 它是反馈纠错和前向纠错两种方式的结合。发送 端的码字不仅有检错能力，而且还具有一定的纠 错能力。接收端收到码字后，译码器首先检验错 误情况，如果在码的纠错能力以内，则自动纠错 ；如果超过了码的纠错能力，接收端通过反馈信 道命令发送端重发来纠正错误。
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4.2 三个基本问题
(1) 帧定界 (2) 透明传输 (3) 差错控制
8
4.2.1 帧定界
❖ 帧定界(framing)就是确定帧的界限。
帧开始 帧首部
从这里开始发送
IP 数据报 帧的数据部分
MTU 数据链路层的帧长
9
帧结束 帧尾部
第4章数据链路层基础与应用PPT课件
2020/11/15
第4章 数据链路层基础与应用
7
4.2 差错控制技术
（1）检错法
① 检错法与检错码。 ②检错法的特点：通过“检错码”检错，通过“重传机制”纠正差错。
（2）纠错法（又称为正向纠错法）
① 纠错法与纠错码。 ② 纠错法的特点：使用纠大量的“附加位”。 ③ 适用场合适用于：第一，没有反向信道，无法发回ACK或NAK信息的 场合。第二，线路传输时间长，要求重发不经济的场合。
6
4.2 差错控制技术
1. 什么是差错？
收到的数据与原来发送的数据不一致的现象称为“传 输差错”。
2. 差错的分类与差错出现的可能原因
（1）热噪声差错:是由传输介质的内部因素引起的差 错。 （2）冲击噪声差错：是由外部因素引起的差错。
3. 无差错传输通常采用的两种控制技术
在差错控制技术中，通常包括“差错的检查”和“差 错的纠正”两个主要内容。
第4章 数据链路层基础与应用
4
4.1 数据链路层的基本概念
（3）数据链路层的协议：IEEE 802、ATM、帧中继等。
5. 数据链路层的设备与部件
最常见的产品有网卡、网桥和第2层交换机。
2020/11/15
第4章 数据链路层基础与应用
5
4.2 差错控制技术
2020/11/15
第4章 数据链路层基础与应用
2. 数据链路层使用的两种通信信道类型
位于OSI模型或TCP/IP模型的低层。在应用中，会遇到两种信 道类型：广播通信信道和点-点通信信道；使用不同信道的网 络，数据链路层的处理就会不同。
（1）广播式的通信信道
① 确定使用广播信道的通信对象； ② 解决多结点争用公用通信信道的问题。
第4章数据链路层-PPT精选
DISC断开命令
用在逻辑上结束以前所建立的操作方式。
FRMR帧拒收应答
用来标明所收到的命令帧或应答帧存在 错误，而且在一定程度上重发同一帧也 不能得到恢复。
例如：
– 所接受到的控制字段非法或不能实现
– 所接受帧（附有信息字段）的信息超过了已 确定的最大长度。
– 所接受的N（R）不是指已被发送和确认的I 帧，就是指并未被发送的I帧和不适等待发 送的一个顺序好的I帧。
B方 S=2 R=3 P=1
F A 3120 … FCS F S=3 R=4
F A 4030 … FCS F
F B DISC,P FCS F
F B UA,F FCS F
Send(data_s)
发送数据帧
Call time_out()
启动超时计数器
data_r=receive()
接收数据帧
判断数据帧
yes (data_r=null) and (time_out()=0)
否为空
并且
yes
no
超时计数是否还未溢出
(data_r=ACK)
判断是否
vs=vs+1
no
收到确认信息
RR----接收准备好
初始好 不忙 以前正确 对方是否也好？
RNR----接收未准备好
用于流量控制 忙
REJ----拒绝帧
用于差错控制
– 编号不正确时，要求重发
用于忙状态解除
无编号帧 U
用于链路的建立、拆除及多种控制功能
32位 8位 8位 8位 16位 8位 FLAGAddressControl FCS FLAG
数据链路控制规程举例
局域网内常用的链路层规程
《数据链路层》PPT课件
7
16 62
PRE SFD DA SA LEN
46到1500字节
4
DATA
CRC
LLC 帧
以太网的帧是数据链路层的封装，网络层的数据包被加上帧头和帧尾成为 可以被数据链路层识别的数据帧（成帧）。虽然帧头和帧尾所用的字节数 是固定不变的，但依被封装的数据包大小的不同，以太网的长度也在变化， 其范围是64～1518字节（不算8字节的前导字），由以下几个部分组成：
帧开始符
帧结束符
SOH
装在帧中的数据部分
帧 出现了“EOT”
完整的帧 数据部分
SOH
EOT
EOT EOT
被接收端误认为是一个帧
被接收端当作无效帧而丢弃
第三章 数据链路层
发送端的数据链路层在数据中出现控制字符“SOH”或“EOT”的前面插入一 个转义字符“ESC”（其十六进制编码是 1B）。 字节填充（byte stuffing）/字符填充（character stuffing）：接收端的 数据链路层在将数据送往网络层之前删除插入的转义字符。 如果转义字符也出现数据当中，那么应在转义字符前面插入一个转义字符。 当接收端收到连续的两个转义字符时，就删除其中前面的一个。
第三章 数据链路层
局域网是一种互联各种设备的通信网络，并在这些设备间提供信息交换的途 径。 局域网同其它数据网络的主要区别： ■覆盖范围 通常的范围是一座/一组大楼，或一个园区。按地理范围的不同，技术解决方 案也随之不同。 ■所有权和控制权 通常局域网由互联设备的组织所拥有。因此，局域网是由用户投资建设并管 理维护的。 ■速率和成本的差别 一方面，局域网内部数据的速率通常高于城域网或广域网；另一方面，局域 网用户获得和使用某速率的成本远低于城域网/广域网。
【大学课件】本科网络课程讲义：数据链路层(PPT,50页)
2r>=n+1 纠正单比特误码的校验位下界
16
海明编码
海明在1950年提出一种编码来纠正单比特错的 编码。该编码是将码字内的位从左到右依次编 号，编号为2的幂的位是校验位（如第1，2，4， 8…），其余为信息位。
每个校验位的取值应使得包括自己在内的一些 集合服从规定的奇偶性。
集合的选取如下：
6=2+4，7=1+2+4
2 （3，6，7，10，11） 校验位1不满足偶
9=1+8，10=2+8 11=1+2+8
4 （5，6，7） 8 （9，10，11）
校验，而其他校 验位都满足，则 第1位出错，… 18
4.2.2检错码
在实际通信中使用纠错码好还是检错码好呢？
例题：假设一个信道误码率是10-6，且出错是 孤立产生的（即只有单比特错），数据块长度 为1000比特，如果采用纠错编码，需要10个校 验位（210>1011），传送1M数据需要10000个 校验位；如果采用检错编码，每个数据块只需 一个奇偶校验位，传送1M数据只需1000个校 验位和一个重传的数据1001位，共需要2001比 特。
由于需要反馈，且帧的发送和反馈是严格交替 进行的，所以一般采用半双工信道。
29
有噪音信道所涉及的问题
进一步考虑实际的会出错的信道，帧既可能损坏（接收端可通过校验检查 出错误），也可能完全丢失。
发送端仍通过接收端的反馈来决定怎么做。但由于帧会丢失，发送端可能 收不到反馈的确认帧，因此发送端必须引入超时机制（time out），即增加 一个定时计数器，在一定时间后对没有确认的帧进行重发，也称作ARQ （Automatic Retransmit reQuest）。
16
海明编码
海明在1950年提出一种编码来纠正单比特错的 编码。该编码是将码字内的位从左到右依次编 号，编号为2的幂的位是校验位（如第1，2，4， 8…），其余为信息位。
每个校验位的取值应使得包括自己在内的一些 集合服从规定的奇偶性。
集合的选取如下：
6=2+4，7=1+2+4
2 （3，6，7，10，11） 校验位1不满足偶
9=1+8，10=2+8 11=1+2+8
4 （5，6，7） 8 （9，10，11）
校验，而其他校 验位都满足，则 第1位出错，… 18
4.2.2检错码
在实际通信中使用纠错码好还是检错码好呢？
例题：假设一个信道误码率是10-6，且出错是 孤立产生的（即只有单比特错），数据块长度 为1000比特，如果采用纠错编码，需要10个校 验位（210>1011），传送1M数据需要10000个 校验位；如果采用检错编码，每个数据块只需 一个奇偶校验位，传送1M数据只需1000个校 验位和一个重传的数据1001位，共需要2001比 特。
由于需要反馈，且帧的发送和反馈是严格交替 进行的，所以一般采用半双工信道。
29
有噪音信道所涉及的问题
进一步考虑实际的会出错的信道，帧既可能损坏（接收端可通过校验检查 出错误），也可能完全丢失。
发送端仍通过接收端的反馈来决定怎么做。但由于帧会丢失，发送端可能 收不到反馈的确认帧，因此发送端必须引入超时机制（time out），即增加 一个定时计数器，在一定时间后对没有确认的帧进行重发，也称作ARQ （Automatic Retransmit reQuest）。
第4章---数据链路层ppt课件(全)
一个n位的二进制序列，它的码多项式为： Xn-1 到 X n次多项式的系数系列。
例如：110110的码多项式
循环码的定义：如果分组码中各码字中的码元 循环左移位（或右移位）所形成的码字仍然是 码组中的一个码字（除全零码外），则这种码 称为循环码。例如n长循环码中的一个码为 [C]=Cn-1Cn-2……C1C0 ，
（3）在串行通信中通常使用的三种生成多项式G （X）来产生校验码。
（4）编码特点
由于码的循环性，它的编解码的设备比 较简单。
纠错能力强，特别适合检测突发性的错 误，除了正好数据块的比特值是按除数 变化外，循环冗余校验（CRC）将检测出 所有的错误。
所以在计算机通信中得到广泛的应用。
差错控制方式
新加入的码元愈多，冗余度愈大，纠错能力欲 强，但效率越低。
分组码：将信息码分组，并为每个组附加若干 监督的编码，称为“分组码”。在分组码中， 监督码元仅监督本码组中的信息码元。
分组码一般可用符号（n,k）表示，n是码组中 的总位数，k是每组码二进制信息码元的数目。
n-k = r是监督码元的数目。
(3) 流量控制 发方发送数据的速率必须使得收方来得 及接收。当收方来不及接收时，就必须及时控制发方 发送数据的速率。这种功能称为流量控制（flow conctrol）。采用接收方的接收能力来控制发送方的发 送能力这是计算机网络流量控制中采用的一般方法。
(4) 差错控制 在计算机通信中，一般都要求有极低的 比特差错率。为此，广泛采用了编码技术，编码技术 有两大类。一类是前向纠错，也就是收方收到有差错 的数据帧时，能够自动将差错改正过来。这种方法的 开销较大，不大适合于计算机通信。另一类是差错检 测，也就是收方可以检测出收到的数据帧有差错（但 并不知道出错的确切位置）。当检测出有差错的数据 帧就立即将它丢弃，但接下去有两种选择：一种方法 是不进行任何处理（要处理也是有高层进行），另一 种方法则是由数据链路层负责重传丢弃的帧。
例如：110110的码多项式
循环码的定义：如果分组码中各码字中的码元 循环左移位（或右移位）所形成的码字仍然是 码组中的一个码字（除全零码外），则这种码 称为循环码。例如n长循环码中的一个码为 [C]=Cn-1Cn-2……C1C0 ，
（3）在串行通信中通常使用的三种生成多项式G （X）来产生校验码。
（4）编码特点
由于码的循环性，它的编解码的设备比 较简单。
纠错能力强，特别适合检测突发性的错 误，除了正好数据块的比特值是按除数 变化外，循环冗余校验（CRC）将检测出 所有的错误。
所以在计算机通信中得到广泛的应用。
差错控制方式
新加入的码元愈多，冗余度愈大，纠错能力欲 强，但效率越低。
分组码：将信息码分组，并为每个组附加若干 监督的编码，称为“分组码”。在分组码中， 监督码元仅监督本码组中的信息码元。
分组码一般可用符号（n,k）表示，n是码组中 的总位数，k是每组码二进制信息码元的数目。
n-k = r是监督码元的数目。
(3) 流量控制 发方发送数据的速率必须使得收方来得 及接收。当收方来不及接收时，就必须及时控制发方 发送数据的速率。这种功能称为流量控制（flow conctrol）。采用接收方的接收能力来控制发送方的发 送能力这是计算机网络流量控制中采用的一般方法。
(4) 差错控制 在计算机通信中，一般都要求有极低的 比特差错率。为此，广泛采用了编码技术，编码技术 有两大类。一类是前向纠错，也就是收方收到有差错 的数据帧时，能够自动将差错改正过来。这种方法的 开销较大，不大适合于计算机通信。另一类是差错检 测，也就是收方可以检测出收到的数据帧有差错（但 并不知道出错的确切位置）。当检测出有差错的数据 帧就立即将它丢弃，但接下去有两种选择：一种方法 是不进行任何处理（要处理也是有高层进行），另一 种方法则是由数据链路层负责重传丢弃的帧。
计算机网络第4章数据链路层PPT课件
编辑版pppt
21
面向字符型数据链路层协议实例——BSC
§4.3 面向字符型数据链路层协议 实例——BSC
§4.3.1 数据链路层协议的分类
数据链路层协议
点-点线路
类型
面向字符型 面向比特型
广播线路
子层
逻辑链路子层
逻辑链路子层
编辑版pppt
IBM BSC
ISO BM
IBM SDLC
ANSI ADLC ISO HDLC
IEEE 802.2
IEEE 802.3
IEEE 802.4
IEEE 802.5
22
面向字符型数据链路层协议实例——BSC
§4.3.2 面向字符型协议实例——BSC
1、控制字符
SOH（start of heading）
STX（start of text）
ETX（end of text）
EOT（end of transmission）
ENQ（enquire）
ACK（acknowledge）
NAK（negative acknowledge）
DLE（data link escape）
SYN（synchrous）
ETB（end of transmission block）
编辑版pppt
23
面向字符型数据链路层协议实例——BSC
2、数据报文格式
SYN SYN SOH 报头 STX
正文
ETB/ET X
BCC
同步字符
用户定义
正文字段
校验字段
报文开始
报头结束 正文开始
分组结束 /报文结束
编辑版pppt
24
面向字符型数据链路层协议实例——BSC
网络 第四章数据链路层汇总PPT课件
4.2 停止等待协议
• 理想的链路：
• 链路很可靠，数据帧不会出错与丢失；
• 不管发送方以多快的速率发送，接收方都能 来得及接收而保证不丢失数据帧。
• 此时不需要链路层协议。 主机
节点A
主机
节点B
链帧帧路层
链路层
停止等待协议
不可靠的链路导致可能出现的情况：
• 数据帧出错（噪声干扰） • 数据帧不能到达（链路错误） • 接收溢出（结点差异） • 数据帧重复（链路阻塞）
• ⑻if (data_r=ACK) vs=1-vs ,goto ⑵ {正确}
• ⑼if (data_r=NAK) goto ⑷ {出错重传}
• ⑽if (time_out( )=1) goto ⑷ {超时重传}
停止等待协议接收算法
• ⑴vr←0 {接收序号初始化} • ⑵data_r=recive( ) • ⑶if (data_r=null) goto ⑵ {等待接收} • ⑷if CRC(data_r) send(NAK),data_r=null,
• 链路管理 链路的建立、维持与释放。
• 帧同步 保证接收方能从比特流中分离出数据帧
• 流量控制 协调发送方与接收方同步工作
• 差错控制 接收方能检验出有错误的帧，并采取相 应措施。
数据链路层功能
• 透明传输 数据链路层并不关心所传数据内容，按 一定规则能从帧中区分数据与控制信息。
• 寻址 在多点连接时保证帧被准确送达目的节 点。
数据链路层差错控制
解决“数据帧出错”方法：
• 可对欲发送的帧进行差错编码，接收方 通过差错校验，可判断出接收的数据帧 是否发生错误。如果接收错误，就向发 送方发送一出错标识帧，称为否认帧 NAK，通知发送方重新传送原数据帧。
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以太网简介
分接器
收发器
x 接口电缆
站点
Ic
接口 控制器
终端器
以太电缆
以太网由Xerox公司PARC研究中心于1973年 5月22日首次提出
802.3 线缆
名称 10BASE-5 10BASE-2 10BASE-T 10BASE-F
线缆 粗同轴电缆 细同轴电缆 双绞线 光纤
最大传输距离 500m 200m 100m 2000m
MAC地址表
交换机内部都有一张MAC地址表
E0/3 E0/5
E0/7 E0/16
PC1 MAC：M1
PC2 MAC：M2
PC3 MAC：M3
PC4 MAC：M4
目的MAC地址 M1 M2 M3 M4
发送端口号 E0/3 E0/5 E0/7 E0/16
MAC地址学习
最初交换机的MAC地址表为空
2
数据链路层
1
物理 层
帧同步功能 差错控制功能 流量控制功能 链路管理功能
帧同步功能
帧同步是指能够从接收到的比特流中明确地 区分出数据帧的起始与终止的地方
常见帧同步的方法有：
字节计数法 字符填充的首尾定界符法 比特填充的首尾定界符法 违法编码法
差错控制
常见差错控制的方法有：
检错重发 （CRC） 超时重发 （Timeout）
数据链路层概述
数据链路层是OSI参考模型的第二层，在物理层基 础上向网络层提供服务
数据链路层为物理链路上提供可靠的数据传输 局域网的数据链路层协议有以太网、令牌环网等 广域网数据链路层协议有PPP、HDLC、Frame
Relay等
数据链路层功能
7
应用层
6
表 示层
5
会 话层
4
传输层
3
网络 层
转发逻辑
输入输出
输入输出
LAN Switch 转发逻辑
MAC 地址表
MAC 地址
端口号
学习逻辑
过滤/转发逻辑
学习逻辑
接口
接口
LAN Switch 输入输出接口
LAN Switch
LAN Switch
10 Base-T 链路
100Base-Fx 全双工链路 上行接口 接入接口
现代局域网模型
三层交换机
LAN数据链路层标准
IEEE 802制定了系列局域网标准
IEEE802.3： 以太网 IEEE802.4：令牌总线 IEEE802.5：令牌环 IEEE802.11：无线局域网
IEEE802标准涵盖了物理层和数据链路层
WAN数据链路层标准
WAN服务通常由电信运营商提供 WAN数据链路层标准包括：
802.3 帧
64到1518字节
字节 7
16 62
2 or 3
4
PR SF D S L LLC 控制信 DA PA CR
E D A AE息
TA D C
N
LLC 帧
PRE: 先导字节, 7个10101010 SFD: 帧开始标志, 10101011 DA: 目的 MAC地址 SA: 源MAC地址 LEN: LLC帧长度 DATA: 数据字段 PAD: 填充字段 CRC: 校验字段
第4章 数据链路层
整体 概述
一 请在这里输入您的主要叙述内容
二
请在这里输入您的主要 叙述内容
三 请在这里输入您的主要叙述内容
课程目标
学习完本课程，您应该能够：
掌握数据链路层的功能 掌握CSMA/CD和以太网基本原理 掌握基本的交换技术 掌握数据链路层协议
目录
数据链路层概述 以太网基础 数据链路层设备 数据链路层协议
HUB
A向B发送时，
HUB
E向D不能发送
同 一 冲
突
域
A
B
C
D
E
F
不能发送
以太网交换机数据帧的转发
以太网交换机冲突域局限于交换机一个端口
上
一个冲突域
一个冲突域
一个冲突域
10M 10M交换机B
100M交换机A
10M 10M
100M
100M 100M HUB
10M 10M
10M
100M
一个冲突域
一个冲突域
三种802.3连接方式
10Base5 收发器电缆 夹子
10Base2
芯 收发器
10BaseT
连接器 集线器 双绞线
802.3u 标准
名称
线缆
100Base-T4 双绞线 100Base-Tx 双绞线
100Base-F 光纤
最大传 输距离
100m
优点 使用3类线
100m 100Mbps全双工
2000m 100Mbps全双工
HDLC PPP LAPB Frame Relay
以太网基础
802.3 相关电缆 802.3 MAC 子层协议 IEEE 802.2 标准: Logic Link Control （LLC） 常用以太网连接方式 快速以太网简介
参考资料
IEEE 802.3 IEEE 802.2 IEEE 802.3u IEEE 802.3z
外部网络
交换机
交换机
交换机
交换机
交换机 交换机
数据链路层设备
网桥 交换机
中继器
中继器是一种信号放大设备
中继器
单个HUB
Hub连接的设备共享一个冲突域 Hub连接的设备共享一个广播域
A HUB
B
C A向B发送时，
C向D不能发送， 否则产生冲突
D
HUB级连
Hub限制的网络的可扩展性
HUB
CSMA/CD
传输之前先侦听，传输过程中检测，冲突之后的 重传
冲突
发送
接收
接收
发送
交换技术
局域网交换技术 局域网交换机逻辑模型 交换机输入输出接口 配置交换机
局域网交换技术
Hub
冲突域
冲突域1
Switch
冲突域 2
LAN Switch 逻辑模型
三层及三 层以上 LLC
MAC
物理层
桥协议实体
MAC与802.2 标准
网络层
分组
数据链路层 LLC MAC
物理层 LLC 的位置
LLC 头 分组
MAC LLC头 分组 头
MAC
网络
协议格式
MAC/物理地址
24 bits 厂商编号
24 bits 序列号
00e0.fc01.2345 Rom Ram
MAC地址有48位，前3个字节用于标识不同 的厂家。
E-mail已经发出
甲方
可能情况
1、对方说邮件是乱码 2、对方没回音
乙方
流量控制和链路管理
流发送数据的速率 链路管理是指数据链路层连接的建立、维持
和释放
LAN数据链路层
分为两个子层：
LLC：Logical Link Control MAC：Media Access Control
目的MAC地址
发送端口号
E0/3 E0/5
E0/7
E0/16
PC1
MAC：M1
PC2
MAC：M2
PC3
MAC：M3
PC4
MAC：M4
MAC地址学习
MAC地址表没有记录，数据帧从其它所有端