第三章数据链路层资料
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408考研计算机网络——第三章数据链路层第3章数据链路层结点:主机、路由器链路:网络中两个结点之间的物理通道,传输介质有双绞线、光纤和微波。
分为有线、无线链路数据链路:网络中两个结点之间的逻辑通道,把实现控制数据传输协议的硬件和软件加到链路上就构成数据链路帧:链路层的协议数据单元,封装网络层数据报功能:为网络层提供服务、链路管理、组帧、流量控制、差错控制3.1 数据链路层的功能数据链路层在物理层提供服务的基础上向网络层提供服务,其最基本的服务是将源自网络层来的数据可靠地传输到相邻节点的目标机网络层。
其主要作用是加强物理层传输原始比特流的功能,将物理层提供的可能出错的物理连接改造成为逻辑上无差错的数据链路,使之对网络层表现为一条无差错的链路·为网络层提供服务无确认无连接服务有确认无连接服务有确认面向连接服务·链路管理即连接的建立、维持、释放(用于面向连接的服务)·组帧(帧定界、帧同步、透明传输)封装成帧:在一段数据的前后部分添加首部和尾部,这样就构成了一个帧。
接收端在收到物理层上交的比特流后,根据首部和尾部的标记,从收到的比特流中识别帧的开始和结束首部和尾部包含许多的控制信息,他们的一个重要作用:帧定界(确定帧的界限)帧同步:接收方应当能从接收到的二进制比特流中区分出帧的起始和终止。
最大传送单元MTU:帧的数据部分的长度上限透明传输:当所传数据中的比特组合恰巧与某一个控制信息完全一样时,采取适当的措施,使收方不会将这样的数据误认为是某种控制信息。
保证数据链路层的传输是透明的组帧的四种方法:字符计数法、字符(节)填充法、零比特填充法、违规编码法·流量控制限制发送方的数据流量,使其发送速率不超过接收方的接受能力✳对于数据链路层:控制的是相邻两结点之间数据链路上的流量对于传输层:控制源端到目的端之间的流量·差错控制位错:循环冗余校验CRC差错控制:自动重传请求ARQ帧错:定时器、编号机制*三个基本问题:封装成帧、透明传输、差错检测3.2 组帧·字符计数法帧首部使用一个计数字段(第一个字节,八位)来标明帧内字符数。
第三章数据链路层重点内容(⼀)数据链路层的功能(⼆)组帧(三)差错控制1、检错编码2、纠错编码(四)流量控制与可靠传输机制1、流量控制、可靠传输与滑动窗⼝机制2、停⽌-等待协议3、后退N帧协议(GBN)4、选择重传协议(SR)⼀、使⽤点对点信道的数据链路层1、数据链路和帧链路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数据链路除了物理线路外,还必须有通信协议来控制这些数据的传输。
若把实现这些协议的硬件和软件加到链路上,就构成了数据链路常常在两个对等的数据链路层之间有⼀个数字管道,⽽在这条数字管道上传输的数据是帧2、基本问题(功能)(1)封装成帧封装成帧就是在⼀段数据的前后分别添加⾸部和尾部,这样就构成了⼀个帧。
接收端在收到物理层上交的⽐特流,就能根据⾸部和尾部的标记,从收到的⽐特流区别帧的开始和结束(⾸部和尾部还夹杂着控制信息)数据链路帧的特点数据部分的前⾯和后⾯分别添加上⾸部和尾部,构成⼀个完整的帧。
帧是数据链路层的数据传送单元。
⾸部和尾部还包括许多必要的控制信息每⼀种链路层协议都规定了所能传送的帧的数据部分长度上限——最⼤传送单元MTU⼀个控制字符SOH放在⼀个帧的最前⾯,表⽰帧的⾸部开始。
另⼀个控制字符EOT表⽰帧的结束(⼀般情况下,⾸部和尾部的长度加起来⼀般⼩于原始报⽂的长度)(2)透明传输“在数据链路层透明传输数据”表⽰⽆论什么样的⽐特组合的数据都能够通过这个数据链路层链路采⽤字节填充法,来确保上⽅情况的发⽣(3)差错检测传输错误的⽐特占所传输⽐特总数的⽐率称为误码率BER。
例如,误码率为10的负⼗次⽅时,表⽰平均每传送10的⼗次⽅个⽐特就会出现⼀个⽐特的差错在计算机⽹络传输数据时,必须采⽤各种差错检测措施。
⽬的在数据链路层⼴泛使⽤了循环冗余校验技术(CRC)CRC①在发送端,先把数据划分组,假定每组k个⽐特。
现假定待传送的数据M=1010001101(k=10)。
CRC运算就是在数据M的后⾯添加供差错检验⽤的冗余吗,然后构成⼀个帧发送出去,⼀共发送(k+n)位设n=5,P=110101(P是除数),模2运算的结果是:Q=1101010110余数R=01110将余数R作为冗余码添加在数据M的后⾯发送出去,即发送的数据是101000110101110,或2的n次⽅乘以M+R在数据后⾯添加上的冗余码称为帧检验序列FCS循环冗余检验CRC和帧检验序列FCS并不等同CRC是⼀种常⽤的检错⽅法,⽽FCS是添加在数据后⾯的冗余码FCS可以⽤CRC这种⽅法得出,但CRC并⾮⽤来获得到FCS的唯⼀⽅法②在接收端把接收到的数据以帧为单位进⾏CRC检验:把收到的每⼀个帧都除以同样的除数P(摸2运算),然后检验得到的余数R③在接收端对收到的每⼀帧经过CRC检验后,有以下两种情况:(a)若得出的余数R=0,则判定这个帧没有差错,就接受(b)若余数R≠0,则判定这个帧有差错,(但⽆法确定究竟是哪⼀位或哪⼏位出现了差错),就丢弃仅⽤循环冗余检验CRC差错检测技术只能做到⽆差错接受“⽆差错接受”是指:“凡是接受的帧(不包括丢弃的帧),我们都能以⾮常接近于1的概率认为这些帧在传输过程中没有产⽣差错”。