第4章：數(shù)據(jù)鏈路層

1、1吳功宜吳功宜 編著編著23本章學習要求本章學習要求： 了解：數(shù)據(jù)傳輸過程中了解：數(shù)據(jù)傳輸過程中差錯產(chǎn)生的原因與性質(zhì)差錯產(chǎn)生的原因與性質(zhì) 掌握：誤碼率的定義與差錯控制方法掌握：誤碼率的定義與差錯控制方法 掌握：數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念掌握：數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念 了解了解：面向字符型數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議實例：面向字符型數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議實例BSC 掌握：面向比特型數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議實例掌握：面向比特型數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議實例 HDLC 掌握：掌握：Internet中的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議中的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議44.1 差錯產(chǎn)生與差錯控制方法差錯產(chǎn)生與差錯控制方法4.1.1 為什么要設(shè)計數(shù)據(jù)鏈路層為什么要設(shè)計數(shù)據(jù)鏈路層 在原始物理

2、傳輸線路上傳輸數(shù)據(jù)信號是有差錯的；在原始物理傳輸線路上傳輸數(shù)據(jù)信號是有差錯的； 設(shè)計數(shù)據(jù)鏈路層的主要目的：設(shè)計數(shù)據(jù)鏈路層的主要目的： 將有差錯的物理線路改進成無差錯的數(shù)據(jù)鏈路；將有差錯的物理線路改進成無差錯的數(shù)據(jù)鏈路； 方法方法 差錯檢測差錯檢測 差錯控制差錯控制 流量控制流量控制 作用：改善數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量，向網(wǎng)絡(luò)層提供高質(zhì)量的服務(wù)。作用：改善數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量，向網(wǎng)絡(luò)層提供高質(zhì)量的服務(wù)。54.1.2 差錯產(chǎn)生的原因和差錯類型差錯產(chǎn)生的原因和差錯類型 傳輸差錯傳輸差錯 通過通信信道后接收的數(shù)據(jù)與發(fā)送數(shù)據(jù)通過通信信道后接收的數(shù)據(jù)與發(fā)送數(shù)據(jù) 不一致的現(xiàn)象不一致的現(xiàn)象; 差錯控制差錯控制 檢查是否出現(xiàn)差錯以

3、及如何糾正差錯；檢查是否出現(xiàn)差錯以及如何糾正差錯； 通信信道的噪聲分為兩類：熱噪聲和沖擊噪聲；通信信道的噪聲分為兩類：熱噪聲和沖擊噪聲； 由熱噪聲引起的差錯是隨機差錯，或隨機錯；由熱噪聲引起的差錯是隨機差錯，或隨機錯； 沖擊噪聲引起的差錯是突發(fā)差錯，或突發(fā)錯；沖擊噪聲引起的差錯是突發(fā)差錯，或突發(fā)錯； 引起突發(fā)差錯的位長稱為突發(fā)長度；引起突發(fā)差錯的位長稱為突發(fā)長度； 在通信過程中產(chǎn)生的傳輸差錯，是由隨機差錯與突發(fā)在通信過程中產(chǎn)生的傳輸差錯，是由隨機差錯與突發(fā)差錯共同構(gòu)成的。差錯共同構(gòu)成的。6傳輸差錯傳輸差錯產(chǎn)生過程產(chǎn)生過程7 4.1.3 誤碼率的定義誤碼率的定義 誤碼率定義誤碼率定義：二進制比特

4、在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中被傳錯的概率，二進制比特在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中被傳錯的概率，它在數(shù)值上近似等于：它在數(shù)值上近似等于： Pe = Ne/N其中，其中，N為傳輸?shù)亩M制比特總數(shù)為傳輸?shù)亩M制比特總數(shù) Ne為被傳錯的比特數(shù)為被傳錯的比特數(shù)8討論討論 誤碼率應(yīng)該是衡量數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)正常工作狀態(tài)誤碼率應(yīng)該是衡量數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)正常工作狀態(tài)下下傳輸可傳輸可靠性的參數(shù)；靠性的參數(shù)； 對于一個實際的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，不能籠統(tǒng)地說誤碼率越對于一個實際的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，不能籠統(tǒng)地說誤碼率越低越好，要根據(jù)實際傳輸要求提出誤碼率要求；低越好，要根據(jù)實際傳輸要求提出誤碼率要求； 對于實際數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，如果傳輸?shù)牟皇嵌M制比特，對于實際數(shù)

5、據(jù)傳輸系統(tǒng)，如果傳輸?shù)牟皇嵌M制比特，要折合成二進制比特來計算；要折合成二進制比特來計算； 差錯的出現(xiàn)具有隨機性，在實際測量一個數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)差錯的出現(xiàn)具有隨機性，在實際測量一個數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)時，只有被測量的傳輸二進制比特數(shù)越大，才會越接近時，只有被測量的傳輸二進制比特數(shù)越大，才會越接近于真正的誤碼率值。于真正的誤碼率值。 9減少傳輸差錯的兩種方法減少傳輸差錯的兩種方法為了減少傳輸差錯，通常采用下面兩種方法：為了減少傳輸差錯，通常采用下面兩種方法：（1）改善線路質(zhì)量）改善線路質(zhì)量 加強線路本身的抗干擾能力，是減少差錯最根本的途徑。加強線路本身的抗干擾能力，是減少差錯最根本的途徑。 但是，這種改善是

6、以較大的投入為代價的。但是，這種改善是以較大的投入為代價的。 （2）差錯的檢測與糾正）差錯的檢測與糾正 主要思想是：對所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行抗干擾編碼，并以此來檢測和校正傳輸主要思想是：對所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行抗干擾編碼，并以此來檢測和校正傳輸中的錯誤。中的錯誤。 在發(fā)送端，采用某種校驗碼為數(shù)據(jù)單元附加一個冗余碼，使數(shù)據(jù)單元與冗在發(fā)送端，采用某種校驗碼為數(shù)據(jù)單元附加一個冗余碼，使數(shù)據(jù)單元與冗余碼之間建立一定的數(shù)學關(guān)系余碼之間建立一定的數(shù)學關(guān)系(即編碼過程即編碼過程)，然后把它們作為一個數(shù)據(jù)塊一，然后把它們作為一個數(shù)據(jù)塊一起傳送給接收端；起傳送給接收端； 當接收端接收到數(shù)據(jù)塊后，使用相同的校驗碼計算數(shù)據(jù)單元

7、的冗余碼，并當接收端接收到數(shù)據(jù)塊后，使用相同的校驗碼計算數(shù)據(jù)單元的冗余碼，并與數(shù)據(jù)塊中附加冗余碼相比較，以檢驗它們之間的數(shù)學關(guān)系與數(shù)據(jù)塊中附加冗余碼相比較，以檢驗它們之間的數(shù)學關(guān)系(解碼過程解碼過程)是否是否正確，如果不正確，就說明傳輸有錯誤，則需要采用某種手段來糾正錯誤。正確，如果不正確，就說明傳輸有錯誤，則需要采用某種手段來糾正錯誤。 10糾正錯誤的兩種方法糾正錯誤的兩種方法 反饋重發(fā)糾錯法反饋重發(fā)糾錯法 接收端將傳輸是否正確的信息作為應(yīng)答反饋給發(fā)送端，對于傳輸接收端將傳輸是否正確的信息作為應(yīng)答反饋給發(fā)送端，對于傳輸有誤的數(shù)據(jù)，發(fā)送端需要重新傳輸，直至傳輸正確為止，這樣就有誤的數(shù)據(jù)，發(fā)送端

8、需要重新傳輸，直至傳輸正確為止，這樣就可以糾正錯誤了?？梢约m正錯誤了。 前向糾錯前向糾錯(FEC)法法 接收端發(fā)現(xiàn)錯誤后，不是通過發(fā)送端的重傳來糾正，而是由接收接收端發(fā)現(xiàn)錯誤后，不是通過發(fā)送端的重傳來糾正，而是由接收端通過糾錯碼和適當?shù)乃惴ㄟM行糾正。由于這種糾錯方法比較復端通過糾錯碼和適當?shù)乃惴ㄟM行糾正。由于這種糾錯方法比較復雜，所需的冗余碼元較多，實現(xiàn)比較困難，故很少使用。雜，所需的冗余碼元較多，實現(xiàn)比較困難，故很少使用。 目前，絕大多數(shù)的通信系統(tǒng)都采用反饋重發(fā)糾錯法來糾正目前，絕大多數(shù)的通信系統(tǒng)都采用反饋重發(fā)糾錯法來糾正差錯。差錯。 11 糾錯碼糾錯碼 發(fā)送方在每個數(shù)據(jù)塊中加入足夠的冗余信

9、息，使得發(fā)送方在每個數(shù)據(jù)塊中加入足夠的冗余信息，使得接收方能夠判斷接收到的數(shù)據(jù)是否有錯，并能糾正接收方能夠判斷接收到的數(shù)據(jù)是否有錯，并能糾正錯誤。錯誤。 檢錯碼檢錯碼 發(fā)送方在每個數(shù)據(jù)塊中加入足夠的冗余信息，使得發(fā)送方在每個數(shù)據(jù)塊中加入足夠的冗余信息，使得接收方能夠判斷接收到的數(shù)據(jù)是否有錯，但不能判接收方能夠判斷接收到的數(shù)據(jù)是否有錯，但不能判斷哪里有錯。斷哪里有錯。4.1.4 檢錯碼與糾錯碼檢錯碼與糾錯碼 12糾錯碼糾錯碼海明碼海明碼 海明碼海明碼(Hamming Code )是由是由Richard Hamming于于1950年提出年提出的，是一種糾錯碼，即如果數(shù)據(jù)在傳輸過程中有一位出錯，的，

10、是一種糾錯碼，即如果數(shù)據(jù)在傳輸過程中有一位出錯，則可以知道出錯的位置并通過取反將其改正過來。則可以知道出錯的位置并通過取反將其改正過來。 海明碼編碼的關(guān)鍵是使用多余的奇偶校驗位來識別一位錯誤。海明碼編碼的關(guān)鍵是使用多余的奇偶校驗位來識別一位錯誤。 例：使用偶校驗（例：使用偶校驗（“1”的個數(shù)為偶數(shù)）的個數(shù)為偶數(shù)）1011010110110101110110001101100010 奇偶校驗可以用來檢查單個錯誤。奇偶校驗可以用來檢查單個錯誤。 碼字（碼字（codeword）：一個幀包括）：一個幀包括m個數(shù)據(jù)位，個數(shù)據(jù)位，r個校驗位，個校驗位，n = m + r，則此，則此n比特單元稱為比特單元稱

11、為n位碼字。位碼字。13循環(huán)冗余校驗（循環(huán)冗余校驗（cyclic redundancy check，CRC）是一種能力相當強）是一種能力相當強的檢錯碼，并且實現(xiàn)編碼和檢碼的電路比較簡單。的檢錯碼，并且實現(xiàn)編碼和檢碼的電路比較簡單。CRC基于二進制除法?；诙M制除法。在在CRC中，在數(shù)據(jù)單元（比如一個字節(jié)）的后面附加一個稱為中，在數(shù)據(jù)單元（比如一個字節(jié)）的后面附加一個稱為“循循環(huán)冗余碼環(huán)冗余碼”或或“CRC余數(shù)余數(shù)”的冗余數(shù)位串，使生成的數(shù)據(jù)單元可被的冗余數(shù)位串，使生成的數(shù)據(jù)單元可被另一個預先給定的二進制數(shù)完全除盡。然后將生成后的數(shù)據(jù)單元傳另一個預先給定的二進制數(shù)完全除盡。然后將生成后的數(shù)據(jù)單

12、元傳輸。輸。接收端將所接收的數(shù)據(jù)單元用同樣的二進制數(shù)相除，如果無余數(shù)，接收端將所接收的數(shù)據(jù)單元用同樣的二進制數(shù)相除，如果無余數(shù)，則可認為所接收的數(shù)據(jù)單元正確無誤，如果有余數(shù)，則認定該數(shù)據(jù)則可認為所接收的數(shù)據(jù)單元正確無誤，如果有余數(shù)，則認定該數(shù)據(jù)單元已有差錯。單元已有差錯。檢錯碼檢錯碼CRC144.1.5 循環(huán)冗余編碼工作原理循環(huán)冗余編碼工作原理 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 CRC 的檢錯技術(shù)。 在發(fā)送端，先把數(shù)據(jù)劃分為組。假定每組 k 位。 校驗和（checksum）加在幀尾，使帶校驗和的幀的多項式能被G(x)除盡；收方接收時，用G(x)去除它，若有余數(shù)，則傳輸出錯。 假設(shè)

13、待傳送的一組數(shù)據(jù) M = 101001 （共 k bit，k=6）。我們在 M 的后面再添加供差錯檢測用的 n bit冗余碼一起發(fā)送。 152、冗余碼的計算、冗余碼的計算 用二進制的模用二進制的模 2 運算（異或運算）進行運算（異或運算）進行 2n 乘乘 M 的運算，這相當于在的運算，這相當于在 M 后面添加后面添加 n 個個 0。 得到的得到的 (k + n) bit的數(shù)除以事先選定好的長度為的數(shù)除以事先選定好的長度為 (n + 1) bit的除數(shù)的除數(shù) P，得出商是得出商是 Q 而余數(shù)是而余數(shù)是 R，余數(shù)，余數(shù) R 比除數(shù)比除數(shù) P 至少要至少要少少1 bit。注：模注：模2運算是指以按位

14、模運算是指以按位模2加減為基礎(chǔ)的四則運算，運算時不考慮進加減為基礎(chǔ)的四則運算，運算時不考慮進位和借位。位和借位。 模模2加減的原則為：兩數(shù)相同為加減的原則為：兩數(shù)相同為0，兩數(shù)相異為，兩數(shù)相異為1。 模模2除法：模除法：模2除法與算術(shù)除法類似，但每一位除（減）的結(jié)果不影除法與算術(shù)除法類似，但每一位除（減）的結(jié)果不影響其它位，即不向上一位借位。響其它位，即不向上一位借位。163、冗余碼的計算舉例（、冗余碼的計算舉例（1） 現(xiàn)在 k = 6, M = 101001。 設(shè) n = 3, 除數(shù) P = 1101， 被除數(shù)是 2nM = 101001000。 模 2 運算的結(jié)果是：商 Q = 11010

15、1， 余數(shù) R = 001。 把余數(shù) R 作為冗余碼添加在數(shù)據(jù) M 的后面發(fā)送出去。發(fā)送的數(shù)據(jù)是：2nM + R 即：101001001，共 (k + n) 位。 17 110101 Q (商) P (除數(shù)) 1101 101001000 2nM (被除數(shù)) 1101 1110 1101 0111 0000 1110 1101 0110 0000 1100 1101 001 R (余數(shù))，作為 FCS 3、冗余碼的計算舉例（、冗余碼的計算舉例（1） 183、冗余碼的計算舉例（、冗余碼的計算舉例（2） 設(shè)設(shè) n = 5, P = 110101，待傳送的數(shù)據(jù)，待傳送的數(shù)據(jù)M=1010001101，

16、模，模 2 運算的結(jié)果是：商運算的結(jié)果是：商 Q = 1101010110，余數(shù)，余數(shù) R = 01110。 將余數(shù)將余數(shù) R 作為冗余碼添加在數(shù)據(jù)作為冗余碼添加在數(shù)據(jù) M 的后面發(fā)送的后面發(fā)送出去，即發(fā)送的數(shù)據(jù)是出去，即發(fā)送的數(shù)據(jù)是101000110101110，或，或 2nM + R。 193、冗余碼的計算舉例（、冗余碼的計算舉例（3）待校驗數(shù)據(jù)：1101,0110,11 G(x) = x4+x+1 , 即10011 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 01 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1

17、0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0余數(shù)余數(shù)傳送序列T(x)=1101,0110,1111,10204、除數(shù)的產(chǎn)生、除數(shù)的產(chǎn)生四個生成多項式四個生成多項式G(x)已成為國際標準已成為國際標準 CRC-12 G(x)= x12 + x11 + x3 + x2 + x + 1 CRC-16 G(x)= x16 + x15 + x2 + 1 CRC-CCITT G(x)= x16 + x12 + x5 + 1 CRC-32 G(x)= x32 + x26 + x23 + x22 + x16 + x12 +x11 + x10 +

18、 x8 + x7 + x5 + x4 + x2 + x + 1硬件實現(xiàn)硬件實現(xiàn)CRC校驗校驗215、幀檢驗序列、幀檢驗序列 FCS 在數(shù)據(jù)后面添加上的冗余碼稱為在數(shù)據(jù)后面添加上的冗余碼稱為幀檢驗序列幀檢驗序列 FCS (Frame Check Sequence)。 循環(huán)冗余檢驗循環(huán)冗余檢驗 CRC 和幀檢驗序列和幀檢驗序列 FCS并不等同。并不等同。 CRC 是一種常用的是一種常用的檢錯方法檢錯方法，而，而 FCS 是添加在數(shù)據(jù)后是添加在數(shù)據(jù)后面的面的冗余碼冗余碼。 FCS 可以用可以用 CRC 這種方法得出，但這種方法得出，但 CRC 并非用來獲并非用來獲得得 FCS 的唯一方法。的唯一方法

19、。 226、檢測出差錯、檢測出差錯 將收到的數(shù)據(jù)除以除數(shù)將收到的數(shù)據(jù)除以除數(shù)P，只要得出的余數(shù)，只要得出的余數(shù) R 不為不為 0，就表示檢測到了就表示檢測到了差錯差錯。 CRC檢測方法并不能確定究竟是哪一個或哪幾個比特檢測方法并不能確定究竟是哪一個或哪幾個比特出現(xiàn)了差錯。出現(xiàn)了差錯。 一旦檢測出差錯，就一旦檢測出差錯，就丟棄丟棄出現(xiàn)差錯的幀。出現(xiàn)差錯的幀。 只要經(jīng)過嚴格的挑選，并使用位數(shù)足夠多的除數(shù)只要經(jīng)過嚴格的挑選，并使用位數(shù)足夠多的除數(shù) P，那么出現(xiàn)檢測不到的差錯的概率就很小很小。那么出現(xiàn)檢測不到的差錯的概率就很小很小。 23例例1. 取生成多項式取生成多項式h（X）X4+X+1，假設(shè)欲發(fā)

20、送的一段信息，假設(shè)欲發(fā)送的一段信息101100110，問在線路上傳輸?shù)拇a字是？，問在線路上傳輸?shù)拇a字是？解： 由h(X)X4+X+1得 生成碼為：10011，n為4。 在101100110后面添加n（此時n=4）個0，得到1011001100000 。 用1011001100000去除10011，得到余數(shù)為1000（保持n位，若不夠前面用0補上） 把余數(shù)1000添加到要發(fā)送的數(shù)據(jù)101100110的后面，就是實際要傳送的碼字，為： 1011001101000 10101100010011 1011001100000 10011 10101 10011 11010 10011 10010 100

21、11 100024例2.已知：接收碼字:1100111001，生成多項式:h(X)=X4+X3+1(n=4)求：碼字的正確性。若正確，則指出冗余碼和信息碼。 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1， 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 解： 1)生成碼為11001，用接收到的碼字除以生成碼，余數(shù)為0，所以碼字正確。 2)因n=4，所以冗余碼是：1001，信息碼是:110011 25例例3. （1）要發(fā)送的數(shù)據(jù)為）要發(fā)送的數(shù)據(jù)為1101。采用。采用CRC的生成多項式是的生成多項式是P(x)=x2+1 。試求。試求應(yīng)添加在數(shù)據(jù)

22、后面的余數(shù)。應(yīng)添加在數(shù)據(jù)后面的余數(shù)。（2）數(shù)據(jù)在傳輸過程中要發(fā)送的數(shù)據(jù)）數(shù)據(jù)在傳輸過程中要發(fā)送的數(shù)據(jù)1101變成變成1100，問接收端能否發(fā)現(xiàn)？能，問接收端能否發(fā)現(xiàn)？能否發(fā)現(xiàn)那幾位發(fā)生錯誤？否發(fā)現(xiàn)那幾位發(fā)生錯誤？（3）若數(shù)據(jù)在傳輸過程中要發(fā)送的數(shù)據(jù)）若數(shù)據(jù)在傳輸過程中要發(fā)送的數(shù)據(jù)1101變成變成1000 ，問接收端能否發(fā)現(xiàn)？，問接收端能否發(fā)現(xiàn)？能否發(fā)現(xiàn)哪幾位發(fā)生錯誤？能否發(fā)現(xiàn)哪幾位發(fā)生錯誤？ 答：答：（1）添加的檢驗序列為）添加的檢驗序列為10 （ 1101除以除以101）（2）數(shù)據(jù)在傳輸過程中要發(fā)送的數(shù)據(jù)）數(shù)據(jù)在傳輸過程中要發(fā)送的數(shù)據(jù)1101變成變成1100 ，110010除以除以101，余

23、數(shù)，余數(shù)為為01，不為，不為0，接收端可以發(fā)現(xiàn)差錯。，接收端可以發(fā)現(xiàn)差錯。（3）若數(shù)據(jù)在傳輸過程中要發(fā)送的數(shù)據(jù)）若數(shù)據(jù)在傳輸過程中要發(fā)送的數(shù)據(jù)1101變成變成1000 ， 100010除以除以101，余，余數(shù)為數(shù)為0，接收端不能發(fā)現(xiàn)差錯。，接收端不能發(fā)現(xiàn)差錯。26注注 意意 用循環(huán)冗余檢驗用循環(huán)冗余檢驗 CRC 差錯檢測技術(shù)只能做到無差錯差錯檢測技術(shù)只能做到無差錯接受接受 (accept)。 “無差錯接受無差錯接受”是指：是指：“凡是接受的幀（即凡是接受的幀（即不包括丟棄的幀不包括丟棄的幀），都能），都能以非常接近于以非常接近于 1 的概率認為這些幀在傳輸過程中沒有產(chǎn)生差錯的概率認為這些幀在傳

24、輸過程中沒有產(chǎn)生差錯”。 也就是說：也就是說：“凡是接受的幀都沒有傳輸差錯凡是接受的幀都沒有傳輸差錯”（有差錯的幀就丟棄而（有差錯的幀就丟棄而不接受）。不接受）。 要做到要做到“可靠傳輸可靠傳輸”（即發(fā)送什么就收到什么）就必須再加上（即發(fā)送什么就收到什么）就必須再加上確認確認和和重傳重傳機制。機制。 因特網(wǎng)廣泛使用的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議都不使用確認和重傳機制。因特網(wǎng)廣泛使用的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議都不使用確認和重傳機制。 這種檢測方法并不能確定究竟是哪一個或哪幾個比特出現(xiàn)了差錯。這種檢測方法并不能確定究竟是哪一個或哪幾個比特出現(xiàn)了差錯。 只要經(jīng)過嚴格的挑選，并使用只要經(jīng)過嚴格的挑選，并使用位數(shù)足夠多的除數(shù)位

25、數(shù)足夠多的除數(shù)P，那么出現(xiàn)，那么出現(xiàn)檢測不檢測不到的差錯到的差錯的概率就很小很小。的概率就很小很小。27奇偶校驗碼奇偶校驗碼采用奇偶校驗法，在每個字符的數(shù)據(jù)位傳輸之前，先檢測并計算奇偶校驗位，然后將采用奇偶校驗法，在每個字符的數(shù)據(jù)位傳輸之前，先檢測并計算奇偶校驗位，然后將其附加在后；其附加在后；根據(jù)采用的奇偶校驗位是奇數(shù)還是偶數(shù)，推出一個字符包含根據(jù)采用的奇偶校驗位是奇數(shù)還是偶數(shù)，推出一個字符包含“1”的數(shù)目，接收機重新的數(shù)目，接收機重新計算收到字符的奇偶校驗位，并確定該字符是否出現(xiàn)傳輸差錯；計算收到字符的奇偶校驗位，并確定該字符是否出現(xiàn)傳輸差錯；若每個字符只采用一個奇偶校驗位時，只能發(fā)現(xiàn)單個

26、比特差錯，如果有兩個或兩個以若每個字符只采用一個奇偶校驗位時，只能發(fā)現(xiàn)單個比特差錯，如果有兩個或兩個以上比特出錯，奇偶校驗位無效；上比特出錯，奇偶校驗位無效；異步傳輸和面向字符的同步傳輸均采用奇偶校驗技術(shù)；異步傳輸和面向字符的同步傳輸均采用奇偶校驗技術(shù)；原理：原理：奇校驗：若奇校驗：若1的個數(shù)為奇數(shù)的個數(shù)為奇數(shù) 就在校驗位填就在校驗位填0，偶數(shù)就填，偶數(shù)就填1，使，使1的個數(shù)變成奇數(shù)個。的個數(shù)變成奇數(shù)個。 偶校驗：若偶校驗：若1的個數(shù)為奇數(shù)的個數(shù)為奇數(shù) 就在校驗位填就在校驗位填1，偶數(shù)就填，偶數(shù)就填0，使，使1的個數(shù)變成偶數(shù)個。的個數(shù)變成偶數(shù)個。 然后傳送數(shù)據(jù)，接收后在做相應(yīng)的奇偶校驗然后傳送

27、數(shù)據(jù)，接收后在做相應(yīng)的奇偶校驗 判斷是否有位傳送錯誤。判斷是否有位傳送錯誤。 28例例4 在某次通信中，發(fā)送方發(fā)送了一個在某次通信中，發(fā)送方發(fā)送了一個 8 位的數(shù)據(jù)（包含一個奇校驗位的數(shù)據(jù)（包含一個奇校驗位），若傳輸過程中有差錯，則接收方可檢測出該位），若傳輸過程中有差錯，則接收方可檢測出該 8 位數(shù)位數(shù)據(jù)據(jù) 。 A. 奇數(shù)個位出錯奇數(shù)個位出錯 B. 偶數(shù)個位出錯偶數(shù)個位出錯 C. 出錯的位置出錯的位置 D. 出錯的位數(shù)出錯的位數(shù) 分析：奇偶校驗是一種簡單有效的校驗方法。這種方法通過在分析：奇偶校驗是一種簡單有效的校驗方法。這種方法通過在編碼中增加一位校驗位來使編碼中編碼中增加一位校驗位來使編

28、碼中1的個數(shù)為奇數(shù)（奇校驗）或者的個數(shù)為奇數(shù)（奇校驗）或者為偶數(shù)（偶校驗），從而使碼距變?yōu)闉榕紨?shù)（偶校驗），從而使碼距變?yōu)?。采用奇校驗（或偶校驗。采用奇校驗（或偶校驗后），可以檢測代碼中奇數(shù)位出錯的編碼，但不能發(fā)現(xiàn)偶數(shù)位出錯后），可以檢測代碼中奇數(shù)位出錯的編碼，但不能發(fā)現(xiàn)偶數(shù)位出錯的情況，即當合法編碼中奇數(shù)位發(fā)生了錯誤（編碼中的的情況，即當合法編碼中奇數(shù)位發(fā)生了錯誤（編碼中的1變?yōu)樽優(yōu)?或或0變?yōu)樽優(yōu)?），則該編碼中），則該編碼中1的個數(shù)的奇偶性就發(fā)生了變化，從而可以發(fā)的個數(shù)的奇偶性就發(fā)生了變化，從而可以發(fā)現(xiàn)錯誤。現(xiàn)錯誤。29例例5 已知已知“A”的的ASCII碼值是碼值是41H，字母，字母

29、“F”存放在某個存儲單元，存放在某個存儲單元，若采用偶校驗（最高位為校驗位），則該存儲單元中存放的十六進若采用偶校驗（最高位為校驗位），則該存儲單元中存放的十六進制數(shù)據(jù)是制數(shù)據(jù)是_。A. 46H B. C6H C. 47H D. C7H 分析：分析： “F”的的ASCII碼值是碼值是46H，即，即1000110B，高位是校驗位，高位是校驗位，1的個數(shù)是的個數(shù)是3位，按照偶校驗規(guī)則，偶校驗位是位，按照偶校驗規(guī)則，偶校驗位是1，所以該存儲單元中存放的整個校驗，所以該存儲單元中存放的整個校驗碼是（校驗位和信息位）碼是（校驗位和信息位）11000110B，即，即C6H。30CRC校驗碼的檢錯能力校驗碼

30、的檢錯能力 CRC校驗碼能檢查出全部單個錯；校驗碼能檢查出全部單個錯； CRC校驗碼能檢查出全部離散的二位錯；校驗碼能檢查出全部離散的二位錯； CRC校驗碼能檢查出全部奇數(shù)個錯；校驗碼能檢查出全部奇數(shù)個錯； CRC校驗碼能檢查出全部長度小于或等于校驗碼能檢查出全部長度小于或等于K位的突發(fā)錯；位的突發(fā)錯； CRC校驗碼能以校驗碼能以1-（1/2）K-1的概率檢查出長度為（的概率檢查出長度為（K+1）位的突發(fā)錯；位的突發(fā)錯； 如果如果K=16，則該則該CRC校驗碼能全部檢查出小于或等于校驗碼能全部檢查出小于或等于16 位的所有的突發(fā)差錯，并能以位的所有的突發(fā)差錯，并能以1-（1/2）16-1=99

31、.997的概的概率檢查出長度為率檢查出長度為17位的突發(fā)錯，漏檢概率為位的突發(fā)錯，漏檢概率為0.003%； 314.1.6 差錯控制機制差錯控制機制 反饋重發(fā)機制反饋重發(fā)機制 在發(fā)送端對信息進行編碼，當接收端解碼器檢測到接收的信息位有在發(fā)送端對信息進行編碼，當接收端解碼器檢測到接收的信息位有差錯時，通過差錯時，通過反饋反饋要求發(fā)送端要求發(fā)送端重發(fā)重發(fā)一段認為有差錯的信息。一段認為有差錯的信息。32反饋重發(fā)機制的分類反饋重發(fā)機制的分類 停止等待方式停止等待方式 當接收方收到一個正確的數(shù)據(jù)幀后，便會向發(fā)送當接收方收到一個正確的數(shù)據(jù)幀后，便會向發(fā)送方發(fā)送一個確認幀方發(fā)送一個確認幀ACK,表示發(fā)送的數(shù)

32、據(jù)正確接收。當表示發(fā)送的數(shù)據(jù)正確接收。當發(fā)送方收到確認幀后才能發(fā)送一個新的數(shù)據(jù)幀，這樣發(fā)送方收到確認幀后才能發(fā)送一個新的數(shù)據(jù)幀，這樣就實現(xiàn)了接收方對發(fā)送方的流量控制。就實現(xiàn)了接收方對發(fā)送方的流量控制。 接接收收端端發(fā)發(fā)送送端端ACKNAKACK1223122333連續(xù)工作方式連續(xù)工作方式 拉回方式拉回方式 選擇重發(fā)方式選擇重發(fā)方式 發(fā)送端發(fā)送端接收端接收端ACK0ACK1NAKACK2ACK3(a)ACK0ACK1NAKACK2ACK6(b)ACK3ACK4ACK5丟棄丟棄重傳重傳重傳重傳01234523456012345234560123452678901234526789發(fā)送端發(fā)送端接收端

33、接收端丟棄丟棄34例題（考研真題）例題（考研真題）35.數(shù)據(jù)鏈路層采用選擇重傳協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層采用選擇重傳協(xié)議(SR)傳輸數(shù)據(jù)，傳輸數(shù)據(jù)，發(fā)送方已發(fā)送了發(fā)送方已發(fā)送了0 3號數(shù)據(jù)幀，現(xiàn)已收到號數(shù)據(jù)幀，現(xiàn)已收到1號號幀的確認，而幀的確認，而0、2號幀依次超時，則此時需要號幀依次超時，則此時需要重傳的幀數(shù)是重傳的幀數(shù)是A.1 B.2 C.3 D.435.數(shù)據(jù)鏈路層采用了后退數(shù)據(jù)鏈路層采用了后退 N 幀（幀（GBN）協(xié)議，）協(xié)議，發(fā)送方已經(jīng)發(fā)送了編號為發(fā)送方已經(jīng)發(fā)送了編號為 07 的幀。當計時器的幀。當計時器超時時，若發(fā)送方只收到超時時，若發(fā)送方只收到 0、2、3 號幀的確認，號幀的確認，則發(fā)送方需要

34、重則發(fā)送方需要重 發(fā)的幀數(shù)是發(fā)的幀數(shù)是（ ） A.2 B.3 C.4 D.5354.2 數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念 數(shù)據(jù)鏈路層在數(shù)據(jù)鏈路層在OSI參考模型中介于物理層和網(wǎng)絡(luò)層之間。參考模型中介于物理層和網(wǎng)絡(luò)層之間。該層解決兩個相鄰結(jié)點之間的通信問題，實現(xiàn)兩個相鄰該層解決兩個相鄰結(jié)點之間的通信問題，實現(xiàn)兩個相鄰結(jié)點鏈路上無差錯的數(shù)據(jù)傳輸。結(jié)點鏈路上無差錯的數(shù)據(jù)傳輸。 數(shù)據(jù)鏈路層傳輸?shù)臄?shù)據(jù)單元稱為幀。數(shù)據(jù)鏈路層傳輸?shù)臄?shù)據(jù)單元稱為幀。數(shù)據(jù)鏈路層使用的信道主要有以下兩種類型：數(shù)據(jù)鏈路層使用的信道主要有以下兩種類型： 點對點信道。這種信道使用一對一的點對點通信方式。點對點信道。這種信道使用

35、一對一的點對點通信方式。 廣播信道。這種信道使用一對多的廣播通信方式，因此廣播信道。這種信道使用一對多的廣播通信方式，因此過程比較復雜。廣播信道上連接的主機很多，因此必須過程比較復雜。廣播信道上連接的主機很多，因此必須使用專用的共享信道協(xié)議來協(xié)調(diào)這些主機的數(shù)據(jù)發(fā)送。使用專用的共享信道協(xié)議來協(xié)調(diào)這些主機的數(shù)據(jù)發(fā)送。 36IP 數(shù)據(jù)報1010 0110幀取出數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層鏈路結(jié)點 A結(jié)點 B物理層數(shù)據(jù)鏈路層結(jié)點 A結(jié)點 B幀(a)(b)發(fā)送幀接收鏈路IP 數(shù)據(jù)報1010 0110幀裝入數(shù)據(jù)鏈路層傳送的是幀數(shù)據(jù)鏈路層傳送的是幀37數(shù)據(jù)鏈路層像個數(shù)字管道數(shù)據(jù)鏈路層像個數(shù)字管道 常常在兩個對等的數(shù)據(jù)鏈

36、路層之間畫出一個數(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)點結(jié)點幀幀384.2 數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念4.2.1 物理線路與數(shù)據(jù)鏈路物理線路與數(shù)據(jù)鏈路 鏈路(link)是一條無源的點到點的物理線路段，中間沒有任何其他的交換結(jié)點。 一條鏈路只是一條通路的一個組成部分。 數(shù)據(jù)鏈路(data link) 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。 現(xiàn)在最常用的方法是使用適配器（即網(wǎng)卡）來實現(xiàn)這些協(xié)議的硬件和軟

37、件。 一般的適配器都包括了數(shù)據(jù)鏈路層和物理層這兩層的功能。 394.2 數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念4.2.1 物理線路與數(shù)據(jù)鏈路物理線路與數(shù)據(jù)鏈路 線路線路 鏈路鏈路 物理線路物理線路 數(shù)據(jù)鏈路數(shù)據(jù)鏈路404.2.2 數(shù)據(jù)鏈路控制數(shù)據(jù)鏈路控制 鏈路管理鏈路管理 幀同步：幀同步：數(shù)據(jù)鏈路層的發(fā)送方應(yīng)當讓接收方的數(shù)據(jù)鏈路層知道，數(shù)據(jù)鏈路層的發(fā)送方應(yīng)當讓接收方的數(shù)據(jù)鏈路層知道，所發(fā)送的幀是從什么地方開始到從什么地方結(jié)束。所發(fā)送的幀是從什么地方開始到從什么地方結(jié)束。 流量控制流量控制 差錯控制差錯控制 幀的透明傳輸：幀的透明傳輸：數(shù)據(jù)鏈路層傳送的數(shù)據(jù)的比特組合必須是不數(shù)據(jù)鏈路層傳送的數(shù)據(jù)

38、的比特組合必須是不受限制的。受限制的。 尋址尋址 數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議 為實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路控制功能而為實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路控制功能而 制定的規(guī)程或協(xié)議。制定的規(guī)程或協(xié)議。414.2.3 數(shù)據(jù)鏈路層向網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)數(shù)據(jù)鏈路層向網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù) 數(shù)據(jù)鏈路層是數(shù)據(jù)鏈路層是OSI參考模型的第參考模型的第2層；層； 設(shè)立數(shù)據(jù)鏈路層的主要目的是將原始的、有差設(shè)立數(shù)據(jù)鏈路層的主要目的是將原始的、有差錯的物理線路變?yōu)閷W(wǎng)絡(luò)層無差錯的數(shù)據(jù)鏈路；錯的物理線路變?yōu)閷W(wǎng)絡(luò)層無差錯的數(shù)據(jù)鏈路； 為了實現(xiàn)這個目的，數(shù)據(jù)鏈路層必須實現(xiàn)鏈路為了實現(xiàn)這個目的，數(shù)據(jù)鏈路層必須實現(xiàn)鏈路管理、幀傳輸、流量控制、差錯控制等功能；管理、幀

39、傳輸、流量控制、差錯控制等功能； 數(shù)據(jù)鏈路層為網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)主要表現(xiàn)在：數(shù)據(jù)鏈路層為網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)主要表現(xiàn)在：正確傳輸網(wǎng)絡(luò)層的用戶數(shù)據(jù)，為網(wǎng)絡(luò)層屏蔽物正確傳輸網(wǎng)絡(luò)層的用戶數(shù)據(jù)，為網(wǎng)絡(luò)層屏蔽物理層采用的傳輸技術(shù)的差異性。理層采用的傳輸技術(shù)的差異性。424.3 面向字符型協(xié)議實例面向字符型協(xié)議實例 什么是面向字符型協(xié)議什么是面向字符型協(xié)議? 以字符為控制傳輸信息的基本單元以字符為控制傳輸信息的基本單元 ASIIC碼：碼： 格式字符：格式字符：SOH（start of heading） STX（start of text） ETB（end of transmission block） ETX（e

40、nd of text） 控制字符：控制字符：ACK（acknowledge） NAK（negative acknowledge） ENQ（enquire） EOT（end of transmission） SYN（synchrous） DLE（data link escape）43用控制字符進行幀定界的方法舉例用控制字符進行幀定界的方法舉例 SOH裝在幀中的數(shù)據(jù)部分幀幀開始符幀結(jié)束符發(fā)送在前EOT 該同步方法是用一些控制字符來標識一幀的起始與終止。該同步方法是用一些控制字符來標識一幀的起始與終止。例如，我們可以把例如，我們可以把SOH（Start of Header）和）和EOT（End of

41、 Transmission）作為控制字符，分別標識幀的開始和結(jié)束。）作為控制字符，分別標識幀的開始和結(jié)束。SOH和和EOT對應(yīng)的對應(yīng)的ASCII碼分別是碼分別是0 x01和和0 x04。44透明傳輸透明傳輸數(shù)據(jù)部分恰好出現(xiàn)與數(shù)據(jù)部分恰好出現(xiàn)與EOTEOT一樣的代碼一樣的代碼45解決透明傳輸問題解決透明傳輸問題 發(fā)送端的數(shù)據(jù)鏈路層在數(shù)據(jù)中出現(xiàn)控制字符“SOH”或“EOT”的前面插入一個轉(zhuǎn)義字符“ESC”(其十六進制編碼是 1B)。 字節(jié)填充(byte stuffing)或字符填充(character stuffing)接收端的數(shù)據(jù)鏈路層在將數(shù)據(jù)送往網(wǎng)絡(luò)層之前刪除插入的轉(zhuǎn)義字符。 如果轉(zhuǎn)義字符也出

42、現(xiàn)數(shù)據(jù)當中，那么應(yīng)在轉(zhuǎn)義字符前面插入一個轉(zhuǎn)義字符。當接收端收到連續(xù)的兩個轉(zhuǎn)義字符時，就刪除其中前面的一個。 46字符插入原理字符插入原理 為了達到透明傳輸，必須設(shè)法使數(shù)據(jù)中可能出現(xiàn)的為了達到透明傳輸，必須設(shè)法使數(shù)據(jù)中可能出現(xiàn)的控制字符控制字符“SOH”和和“EOT”在接收方不被解釋為控制字符。在接收方不被解釋為控制字符。具體的做法是每當在數(shù)據(jù)中出現(xiàn)字符具體的做法是每當在數(shù)據(jù)中出現(xiàn)字符“SOH”和和“EOT”時，時，就將其轉(zhuǎn)換為另一個字符，而這個字符是不會被錯誤解就將其轉(zhuǎn)換為另一個字符，而這個字符是不會被錯誤解釋為控制字符的。釋為控制字符的。47數(shù)據(jù)中出現(xiàn)的控制字符數(shù)據(jù)中出現(xiàn)的控制字符經(jīng)字節(jié)插入

43、后發(fā)送時的字符經(jīng)字節(jié)插入后發(fā)送時的字符SOHSOHESC xESC xEOTEOTESC yESC yESCESCESC zESC z上面的控制字符上面的控制字符“ESC”ESC”叫做轉(zhuǎn)義符叫做轉(zhuǎn)義符(escape character) (escape character) 插入轉(zhuǎn)義字符插入轉(zhuǎn)義字符48SOHSOHESCSOHEOTESCESCzESCyESCzESCx原始數(shù)據(jù)EOTEOT經(jīng)過字節(jié)填充后發(fā)送的數(shù)據(jù)字符填充字符填充字符填充字符填充發(fā)送在前幀開始符幀結(jié)束符用字符填充法解決透明傳輸?shù)膯栴}用字符填充法解決透明傳輸?shù)膯栴} 49 面向字符型面向字符型BSC協(xié)議的數(shù)據(jù)報文格式：協(xié)議的數(shù)據(jù)報文

44、格式：50建立、維護建立、維護與釋放數(shù)據(jù)與釋放數(shù)據(jù)鏈路流程圖鏈路流程圖514.4 典型數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議分析典型數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議分析 面向比特型面向比特型4.4.1 HDLC產(chǎn)生的背景產(chǎn)生的背景 面向字符型數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的缺點面向字符型數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的缺點： 報文格式不一樣；報文格式不一樣； 傳輸透明性不好；傳輸透明性不好； 等待發(fā)送方式，傳輸效率低。等待發(fā)送方式，傳輸效率低。面向比特型協(xié)議的設(shè)計目標面向比特型協(xié)議的設(shè)計目標： 以比特作為傳輸控制信息的基本單元；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；數(shù)據(jù)幀與控制幀格式相同； 傳輸透明性好；傳輸透明性好； 連續(xù)發(fā)送，傳輸效率高。連

45、續(xù)發(fā)送，傳輸效率高。52比特填充的首尾定界符法比特填充的首尾定界符法 在前面介紹的字節(jié)填充法中存在一個大的不足，那就是在前面介紹的字節(jié)填充法中存在一個大的不足，那就是它僅依靠它僅依靠8位模式。而事實上，并不是所有的字符編碼都位模式。而事實上，并不是所有的字符編碼都使用使用8位模式，如位模式，如UNICODE編碼就使用了編碼就使用了16位編碼方式。位編碼方式。 “比特填充的首尾界定符法比特填充的首尾界定符法”是以一組特定的比特模式是以一組特定的比特模式（如（如01111110）來標志一幀的起始與終止，它允許任意長）來標志一幀的起始與終止，它允許任意長度的位碼，也允許任意每個字符有任意長度的位。度

46、的位碼，也允許任意每個字符有任意長度的位。53透明傳輸透明傳輸 發(fā)送端： 若發(fā)現(xiàn)要發(fā)送的數(shù)據(jù)中有若發(fā)現(xiàn)要發(fā)送的數(shù)據(jù)中有 5 個連續(xù)個連續(xù) 1，則立即填入，則立即填入一個一個 0。 接收端： 對幀中的數(shù)據(jù)比特流進行掃描。每當發(fā)現(xiàn)對幀中的數(shù)據(jù)比特流進行掃描。每當發(fā)現(xiàn) 5 個連續(xù)個連續(xù)1時，就把這時，就把這 5 個連續(xù)個連續(xù) 1 后的一個后的一個 0 刪除。刪除。540 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 00 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 00 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0信息字段中出現(xiàn)了和標志字段 F

47、 完全一樣的 8 比特組合發(fā)送端在 5 個連續(xù) 1 之后填入 0 比特再發(fā)送出去在接收端把 5 個連 續(xù)1之后的 0 比特刪除會被誤認為是標志字段 F 發(fā)送端填入 0 比特接收端刪除填入的 0 比特零比特填充55例題：例題： PPP協(xié)議使用同步傳輸技術(shù)傳送比特串協(xié)議使用同步傳輸技術(shù)傳送比特串0110111111111100。試問經(jīng)過零比特填充后變成怎樣的比特串試問經(jīng)過零比特填充后變成怎樣的比特串? 答案答案：011011111011111000 若接收端收到的比特串是若接收端收到的比特串是010111111000011101111101111101100111111011，問發(fā)送，問發(fā)送端實際

48、發(fā)送的數(shù)據(jù)是端實際發(fā)送的數(shù)據(jù)是? 答案答案： 000111011111-11111-110564.4.2 數(shù)據(jù)鏈路的配置和數(shù)據(jù)傳送方式數(shù)據(jù)鏈路的配置和數(shù)據(jù)傳送方式 非平衡配置非平衡配置 用于點對點鏈路和多點鏈路。鏈路上的站點分為主站和從站，用于點對點鏈路和多點鏈路。鏈路上的站點分為主站和從站，由主站控制鏈路的工作過程，主站發(fā)出命令幀（簡稱命令），由主站控制鏈路的工作過程，主站發(fā)出命令幀（簡稱命令），從站發(fā)送響應(yīng)幀（簡稱響應(yīng)）。在多點鏈路中，主站和從站都從站發(fā)送響應(yīng)幀（簡稱響應(yīng)）。在多點鏈路中，主站和從站都有一個分開的邏輯鏈路。有一個分開的邏輯鏈路。 適合把智能和半智能的終端連接到計算機。適合把

49、智能和半智能的終端連接到計算機。主站主站從站從站主站主站從站從站從站從站從站從站點對點點對多點57數(shù)據(jù)鏈路的非平衡配置方式數(shù)據(jù)鏈路的非平衡配置方式58非平衡配置方式非平衡配置方式正常響應(yīng)模式（正常響應(yīng)模式（normal response mode，NRM） 主站可以隨時向從站傳輸數(shù)據(jù)幀；主站可以隨時向從站傳輸數(shù)據(jù)幀； 從站只有在主站向它發(fā)送命令幀進行探詢（從站只有在主站向它發(fā)送命令幀進行探詢（poll），），從從站響應(yīng)后才可以向主站發(fā)送數(shù)據(jù)幀。站響應(yīng)后才可以向主站發(fā)送數(shù)據(jù)幀。 異步響應(yīng)模式（異步響應(yīng)模式（asynchronous response mode，ARM） 主站和從站可以隨時相互傳輸

50、數(shù)據(jù)幀；主站和從站可以隨時相互傳輸數(shù)據(jù)幀； 從站可以不需要等待主站發(fā)出探詢就可以發(fā)送數(shù)據(jù)；從站可以不需要等待主站發(fā)出探詢就可以發(fā)送數(shù)據(jù)； 主站負責數(shù)據(jù)鏈路的初始化、鏈路的建立、釋放與差主站負責數(shù)據(jù)鏈路的初始化、鏈路的建立、釋放與差錯恢復等功能。錯恢復等功能。59平衡配置方式平衡配置方式 鏈路兩端的兩個站都是復合站（鏈路兩端的兩個站都是復合站（combined station）；）； 復合站同時具有主站與從站的功能；復合站同時具有主站與從站的功能； 每個復合站都可以發(fā)出命令與響應(yīng)；每個復合站都可以發(fā)出命令與響應(yīng)； 平衡配置結(jié)構(gòu)中只有異步平衡模式（平衡配置結(jié)構(gòu)中只有異步平衡模式（asynchron

51、ous balanced mode，ABM）；）； 異步平衡模式的每個復合站都可以平等地發(fā)起數(shù)據(jù)傳異步平衡模式的每個復合站都可以平等地發(fā)起數(shù)據(jù)傳輸，而不需要得到對方復合站的許可。輸，而不需要得到對方復合站的許可。 用于點對點鏈路。鏈路兩端的站點平等，同時具有用于點對點鏈路。鏈路兩端的站點平等，同時具有主站和從站的功能，稱為復合站，每個復合站都可主站和從站的功能，稱為復合站，每個復合站都可以發(fā)出命令和響應(yīng)。以發(fā)出命令和響應(yīng)。 適合于計算機和計算機之間的連接。適合于計算機和計算機之間的連接。60數(shù)據(jù)鏈路的平衡配置方式數(shù)據(jù)鏈路的平衡配置方式614.4.3 HDLC的幀結(jié)構(gòu)的幀結(jié)構(gòu) 1974年，IBM

52、 公司推出了面向比特的規(guī)程SDLC (Synchronous Data Link Control)。后來 ISO 把 SDLC 修改后稱為 HDLC (High-level Data Link Control)，譯為高級數(shù)據(jù)鏈路控制，作為國際標準ISO 3309。CCITT 則將 HDLC 再修改后稱為鏈路接入規(guī)程 LAP (Link Access Procedure)。不久，HDLC 的新版本又把 LAP 修改為 LAPB，“B”表示平衡型(Balanced)，所以 LAPB 叫做鏈路接入規(guī)程(平衡型)。HDLC（High Level Data Link Control）是面向位協(xié)議，是以幀

53、為單位進行傳送，目前已在世界上廣泛應(yīng)用，許多協(xié)議都是從它派生出來的。624.4.3 HDLC的幀結(jié)構(gòu)的幀結(jié)構(gòu) F（flag） ：固定格式固定格式 01111110 作用作用 幀同步幀同步 傳輸數(shù)據(jù)的透明性（傳輸數(shù)據(jù)的透明性（零零比特插入與刪除）比特插入與刪除） A（address） ：地址地址 C（control） ：幀的類型、幀的編號、命令與控制信息幀的類型、幀的編號、命令與控制信息 I（information） ：網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)，Nmax = 256B CRC（checksum） ：校驗校驗A、C、I字段的數(shù)據(jù)字段的數(shù)據(jù) G(X)= X16+X12+X5+1標志字段F(8位)地址字

54、段A(8/16位)控制字段C(8/16位)信息字段I(長度可變)幀校驗字段FCS(16/32位)標志字段F(8位)63零比特插入零比特插入/ /刪除工作過程刪除工作過程64幀類型及控制字段的意義幀類型及控制字段的意義65信息幀（信息幀（I幀）幀） 信息幀用于傳送有效信息或數(shù)據(jù)，通常簡稱為信息幀用于傳送有效信息或數(shù)據(jù)，通常簡稱為I幀。幀。I幀以控制字段第幀以控制字段第1位位為為0做標志。做標志。 N(S):當前發(fā)送的信息幀的序號當前發(fā)送的信息幀的序號N(R):所期望收到的信息幀的序號。它帶有確認所期望收到的信息幀的序號。它帶有確認N(R)-1( mod 8)的幀以及在的幀以及在這以前的幀都已正確

55、接收到了這以前的幀都已正確接收到了P/F （Poll / Final） :詢問詢問/終止終止， P=1 詢問，詢問，F(xiàn)=1 響應(yīng)。響應(yīng)。P與與F成對出現(xiàn)成對出現(xiàn)0N(S)N(R)P/F0信息幀的控制字段66監(jiān)督幀（監(jiān)督幀（S幀）幀）監(jiān)督幀用于差錯控制和流量控制，不能傳送數(shù)據(jù)。通常稱監(jiān)督幀用于差錯控制和流量控制，不能傳送數(shù)據(jù)。通常稱為為S幀。監(jiān)督幀的控制字段第幀。監(jiān)督幀的控制字段第1位、位、2位為位為“10”來標志。來標志。 監(jiān)督幀共有監(jiān)督幀共有4種，用控制字段的第種，用控制字段的第3、4比特來標識。比特來標識。1SN(R)P/F0l00:00:RRRR 準備接收下一幀準備接收下一幀l10:10

56、:RNRRNR 暫停接收下一幀暫停接收下一幀l01:01:REJREJ 拒絕拒絕N(R)N(R)及其以后的幀及其以后的幀l11:11:SREJSREJ 選擇拒絕，只拒絕序號為選擇拒絕，只拒絕序號為N(R) N(R) 的幀的幀監(jiān)督幀的控制字段67無編號幀（無編號幀（U幀）幀）無編號幀因其控制字段中不包含編號無編號幀因其控制字段中不包含編號N(S)和和N(R)而得而得名，簡稱名，簡稱U幀。幀。無編號幀用于提供對鏈路的建立、拆除以及多種控制功無編號幀用于提供對鏈路的建立、拆除以及多種控制功能，這些控制功能用能，這些控制功能用5個個M位來定義。位來定義。5個個M位可以包含位可以包含32種組合，但目前有

57、許多是空缺的。種組合，但目前有許多是空缺的。1MMP/F1無編號幀的控制字段68U幀的格式與鏈路控制功能幀的格式與鏈路控制功能694.4.4 數(shù)據(jù)鏈路層的工作過程數(shù)據(jù)鏈路層的工作過程 簡化的信息幀結(jié)構(gòu)的表示方法簡化的信息幀結(jié)構(gòu)的表示方法 一個信息幀的表示一個信息幀的表示 I， N(S)=3， N(R)=4， P=170 無編號幀的表示方法無編號幀的表示方法 SNRM幀與幀與UA幀結(jié)構(gòu)的表示方法幀結(jié)構(gòu)的表示方法 U ， SNRM ， P=1U ， UA ， F=1置異步響應(yīng)模式：置異步響應(yīng)模式：無編號確認：無編號確認：01111110A11001001FCS0111111001111110A11

58、001110FCS01111110置異步響應(yīng)模式：置異步響應(yīng)模式：無編號確認：無編號確認：71正常響應(yīng)正常響應(yīng)模式數(shù)據(jù)模式數(shù)據(jù)鏈路工作鏈路工作72討論：數(shù)據(jù)鏈路層討論：數(shù)據(jù)鏈路層與物理層的關(guān)系與物理層的關(guān)系734.5 Internet中的數(shù)據(jù)鏈路層中的數(shù)據(jù)鏈路層 4.5.1 Internet中主要的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議中主要的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議 SLIP （Serial Line IP） 串行線路的串行線路的Internet數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議 PPP （ Point-to-Point Protocol） 點點-點協(xié)議點協(xié)議 SLIP與與PPP用于串行通信的撥號線路上，是目前家庭用于串行通信的撥

59、號線路上，是目前家庭計算機或公司用戶通過計算機或公司用戶通過ISP接到接到Internet主要的協(xié)議。主要的協(xié)議。 74點對點協(xié)議的特點點對點協(xié)議的特點 現(xiàn)在全世界使用得最多的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議是點對點協(xié)議現(xiàn)在全世界使用得最多的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議是點對點協(xié)議 PPP (Point-to-Point Protocol)。用戶使用撥號電話線接入因特網(wǎng)時，一般都是使用用戶使用撥號電話線接入因特網(wǎng)時，一般都是使用 PPP 協(xié)議。協(xié)議。其其應(yīng)用場合主要有：應(yīng)用場合主要有：路由器到路由器（路由器到路由器（router-router leased line connectionrouter-router lease

60、d line connection）通過通過modemmodem撥號上網(wǎng)，連到路由器或接入服務(wù)器（撥號上網(wǎng)，連到路由器或接入服務(wù)器（Access Access ServerServer）（）（dial-up host-router connectiondial-up host-router connection）PPP協(xié)議面向字節(jié)，包含的控制協(xié)議有兩個協(xié)議面向字節(jié)，包含的控制協(xié)議有兩個 鏈路控制協(xié)議鏈路控制協(xié)議LCP（Link Control Protocol） 網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議NCP（Network Control Protocol ）以幀為單位發(fā)送。以幀為單位發(fā)送。幀格式與幀格式與