第十一講數(shù)據(jù)鏈路層

數(shù)據(jù)鏈路層PARTIII數(shù)據(jù)鏈路層的地位數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)傳輸控制規(guī)程從本地DCE/DTE接口點到遠(yuǎn)地DCE/DTE接口點的連接。它形成了二進(jìn)制比特流通路，是數(shù)據(jù)通信的傳輸通道。此外，還需要制定一套傳輸規(guī)則，設(shè)定一套控制程序，使計算機(jī)嚴(yán)格按照所制定的規(guī)則和設(shè)定的程序來完成通信過程。數(shù)據(jù)通信過程一個完整的數(shù)據(jù)通信過程，從開始到結(jié)束，可以分為5個階段：接通線路確認(rèn)通信對象，確定接收、發(fā)送的狀態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送（信息交換）確認(rèn)通信結(jié)束切斷通信電路對比打電話數(shù)據(jù)通信過程第二階段詢問“你是誰？”“詢問字符“和應(yīng)答字符“第三階段電話的通信階段（通常在講話中作適當(dāng)停頓，以等待對方的回答，派段對方確實聽清楚了，然后再往下將）以‘報文“的形式為單位傳送數(shù)據(jù)（將數(shù)據(jù)劃分成組，在傳送完一組后，要等收到對方發(fā)來的應(yīng)答字符之后，方可送下一組，一般還要進(jìn)行差錯控制）由人的參與來完成由終端設(shè)備來實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層線路規(guī)程在對等式通信中使用在主從式通信中使用詢問/應(yīng)答模式ENQ/ACK線路規(guī)程多點線路規(guī)程多點選擇多點輪詢流量控制分類停止等待滑動窗口發(fā)送方滑動窗口接收方滑動窗口控制變量發(fā)送方滑動窗口接收方滑動窗口差錯控制檢錯重發(fā)系統(tǒng)的三種形式檢錯重發(fā)系統(tǒng)的三種形式差錯控制ARQ正常情況停等：實現(xiàn)重傳發(fā)送方在接收到最近幀的應(yīng)答信息前必須保留該幀的備份。直到該幀被正確接收；為識別各幀，數(shù)據(jù)幀和應(yīng)答幀都必須交替地標(biāo)識為0和1；如果在數(shù)據(jù)幀中發(fā)現(xiàn)一個錯誤，就會返回一個NAK，否定應(yīng)答幀是不編號的。發(fā)送設(shè)備安裝一個定時器；ARQ損壞幀ARQ數(shù)據(jù)幀丟失ARQ確認(rèn)幀丟失ARQ確認(rèn)幀延遲差錯控制滑動窗口：實現(xiàn)重傳發(fā)送方在接收到最近幀的應(yīng)答信息前必須保留該幀的備份。直到該幀被正確接收；如果在數(shù)據(jù)出錯誤，就會返回一個NAK，否定應(yīng)答幀和ACK都必須編號。發(fā)送設(shè)備安裝一個定時器；在回退n幀中,發(fā)送方窗口的大小必須小于2m;接收方窗口的大小必須1.Note:回退n幀協(xié)議，正常操作回退n幀協(xié)議，損壞的數(shù)據(jù)幀回退n幀協(xié)議，丟失數(shù)據(jù)幀回退n幀協(xié)議，丟失數(shù)據(jù)幀回退n幀協(xié)議，丟失確認(rèn)幀選擇拒絕在選擇拒絕方式中，只有特定的丟失幀或損壞的幀被重傳；如果在傳輸一幀中被損壞，就返回一個NAK幀并且該幀不按照順序重發(fā)。接收設(shè)備必須對能夠?qū)σ呀?jīng)接收的幀進(jìn)行排序并能夠?qū)⒅貍鞯膸迦氲叫蛄兄械恼_位置。選擇拒絕與回退n幀的不同接收設(shè)備必須有排序的邏輯功能，以便于對擾亂接收的幀進(jìn)行排序；發(fā)送設(shè)備必須有查找機(jī)制來發(fā)現(xiàn)和選擇只需要重傳的幀；接收方的緩沖器必須保留以前接收的所有幀，直到所有重傳的幀都被排序并且所有重復(fù)的幀都被識別出來并刪除；ACK幀的編號和NAK幀的編號一樣；這種復(fù)雜性要求窗口大小是小于或等于（n+1）/2；選擇拒絕：發(fā)送、接收窗口選擇拒絕，損壞的數(shù)據(jù)幀選擇拒絕，丟失的數(shù)據(jù)幀丟失確認(rèn)幀傳輸控制規(guī)程的主要功能數(shù)據(jù)鏈路的建立和解除。包括傳輸控制步驟、呼叫應(yīng)答方式、收發(fā)關(guān)系的確立、通信方式的選擇（如單工、半雙工、雙工等）、傳輸速率和同步方式的確定等信息傳輸。包括信息的代碼、報文的格式、順序編號、接收認(rèn)可及流量調(diào)節(jié)等。傳輸差錯控制。確定防止信息重復(fù)、丟失和差錯控制方式異常情況的處理。規(guī)定對某些異常情況的發(fā)現(xiàn)和處理的方法步驟。數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議異步協(xié)議同步協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議是實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層的一組規(guī)范；它們包含了關(guān)于線路規(guī)程、流量控制、差錯控制等規(guī)則，以及其它一些規(guī)范。數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議異步協(xié)議阻塞異步傳輸ZMODEMYMODEMXMODEMXMODEMXMODEM異步協(xié)議主要用在調(diào)制解調(diào)器中，它引入了起始位和停止位以及字符之間變長的空隙。異步傳輸不需要在收發(fā)雙方之間進(jìn)行時序協(xié)調(diào)；接收方不需要知道數(shù)據(jù)單元什么時候發(fā)送的，它只需要識別一個數(shù)據(jù)單元的起始和結(jié)束。異步協(xié)議XMODEMSOHCRC頭部數(shù)據(jù)：128字節(jié)幀編號校驗序列號每個字符都包含起始位和停止位，字符通過空隙分隔開；頭部包含那個字節(jié)：序列號和它的反碼；固定的數(shù)據(jù)字段包含有128個字節(jié)；校驗位僅校驗數(shù)據(jù)字段的差錯；半雙工的停等協(xié)議同步協(xié)議同步協(xié)議面向字符協(xié)議面向比特協(xié)議面向字符協(xié)議：將傳輸幀或包看作是連續(xù)的字符，每個字符通常包含一個字節(jié)，所有看做信息以現(xiàn)有字符編碼系統(tǒng)的形式出現(xiàn)。面向比特協(xié)議將傳輸幀或包看作是單個比特的連續(xù)流，通過它們在幀中的位置和與其它比特的組合模式來表達(dá)意義。有字符編碼系統(tǒng)的形式出現(xiàn)。二進(jìn)制同步通信BSC二進(jìn)制同步通信是常見的面向字符的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議；可以在點到點和多點線路配置中使用；支持停等ARQ流量看做和差錯控制的半雙工傳輸；不支持全雙工或滑動窗口協(xié)議。由IBM公司1964年開發(fā)控制字符BSC幀控制幀：該幀嚴(yán)格只用于控制目的即被用來在通信設(shè)備之間交換信息，例如：建立初始連接，控制傳輸流；進(jìn)行請求糾錯；在會話結(jié)束時在設(shè)備之間斷開連接數(shù)據(jù)幀：除了包含以上的控制信息外還包含有報文數(shù)據(jù)自身的部分或全部信息一個簡單的BSC數(shù)據(jù)幀SNY同步字符通知接收方有新的幀到來，同時提供比特同步信息；SNY字符是00010110頭部數(shù)據(jù)字段頭部字段：接收設(shè)備的地址發(fā)送設(shè)備的地址停等ARQ的幀（0或1）的識別號；多塊幀多幀傳輸控制幀控制幀：建立連接在數(shù)據(jù)傳輸過程中維護(hù)流量控制和差錯控制終止連接傳輸透明性：字節(jié)填充面向比特協(xié)議：HDLC高級數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程（high-leveldatalinkcontrol,HDLC）是面向比特的控制規(guī)程，它以某些比特組合作控制信息，并且采用幀格式來傳送數(shù)據(jù)和控制信息，使控制簡單，傳輸高效和可靠，從而得到廣泛應(yīng)用。

在HDLC規(guī)程中，所有的傳輸都是以幀為單位進(jìn)行的。即幀是面向比特規(guī)程進(jìn)行信息交換的基本單位

通信方式正常響應(yīng)方式（NRM）——不平衡結(jié)構(gòu)操作按該方式，次站只有在確切地接收到來自主站的允許傳輸命令后，才可以開始響應(yīng)幀的傳輸。該響應(yīng)幀可以由一幀或多幀組成，同時保持占線狀態(tài)，次站必須明確地表示哪一幀是最后的響應(yīng)幀，次站在發(fā)出最后的響應(yīng)幀之后，將停止發(fā)送直到再次收到來自主站的允許傳輸命令后才能重新開始傳輸。

異步響應(yīng)方式（ARM）

——不平衡結(jié)構(gòu)操作按該方式，次站不需接收到主站允許傳輸?shù)拿罹涂梢蚤_始傳輸。這樣的異步傳輸可以是一幀也可以是多幀，用于傳遞數(shù)據(jù)或表示次站狀態(tài)變化。

異步平衡方式（SABM）

——平衡結(jié)構(gòu)操作在該方式中，一個復(fù)合站不需得到另一個復(fù)合的站允許就可以開始傳輸。這樣的異步傳輸可以是一幀也可以是多幀，

配置配置是指鏈路上硬件設(shè)備的關(guān)系。根據(jù)對站的類型和線路連接方式的不同，可分為非均衡和均衡兩種。

非均衡型是由一個主站和若干個次站組成。按次站的數(shù)量多少又分為：即由一個主站和一個次站組成；多點式，由一個主站和多個次站組成。均衡型也可以分為兩種：對稱結(jié)構(gòu)：指鏈路兩端的站均由主站和次站迭合而成，因而，對稱結(jié)構(gòu)中的站既具有主站功能，又有次站功能。平衡結(jié)構(gòu)：指通信雙方的站均由組合站構(gòu)成。下圖給出了HDLC鏈路結(jié)構(gòu)的各種形式。

HDLC的配置站點類型HDLC規(guī)定了3種類型的數(shù)據(jù)站：主站的主要功能是傳送命令（包括數(shù)據(jù)信息）幀、接收應(yīng)答幀、負(fù)責(zé)對整個鏈路實行管理（如系統(tǒng)的初始化、控制數(shù)據(jù)流、差錯檢測恢復(fù)等）；

次站的主要功能是接收主站發(fā)來的命令幀，并配合主站參與對鏈路的控制，

組合站既能發(fā)送命令幀和應(yīng)答幀，又能接收命令幀和應(yīng)答幀，并負(fù)責(zé)對整個鏈路的控制。

HDLC的方式正常響應(yīng)方式（NRM）

異步響應(yīng)方式（ARM）

異步平衡方式（SABM）

HDLC幀HDLC幀格式監(jiān)管幀：只傳輸控制信息；流量和錯誤控制信息信息幀：傳輸用戶數(shù)據(jù)以及與用戶數(shù)據(jù)有關(guān)的控制信息無序號幀：為系統(tǒng)鏈路管理服務(wù)HDLC

信息幀P/F

查詢/結(jié)束位N(S)

發(fā)送幀的序列號N(R)

期待的下一幀序號監(jiān)管幀P/F

查詢/結(jié)束位N(S)

發(fā)送幀的序列號N(R)

期待的下一幀序號Code

監(jiān)管或無序號幀的編碼P/F表示探詢/終止位，當(dāng)主站傳輸時，若此位為1，表示探詢，用來授權(quán)次站傳輸，次站傳輸時，若此位為1，表示次站應(yīng)答的最后一幀

無序號幀Table11.1U-framecontrolcommandandresponse命令/響應(yīng)意義SNRM設(shè)