第3章-链路控制课件.ppt
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- 控制 课件
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1、#sho cdpIP,IPX后一页后一页3.1 概述概述3.2 帧同步和透明传输帧同步和透明传输3.3 差错检验差错检验3.4 数据链路控制数据链路控制3.5 高级数据链路控制规程(高级数据链路控制规程(HDLC)3.6 因特网数据链路控制协议因特网数据链路控制协议PPP前一页前一页 后一页后一页 TCP/IP技术探讨技术探讨前一页前一页 后一页后一页 1.什么是数据链路什么是数据链路数据链路数据链路/逻辑链路逻辑链路=(物理物理)链路链路+通信协议通信协议传输过程(传输过程(P54)2 帧传输的基本问题帧传输的基本问题针对帧格式针对帧格式 有有3个基本问题即帧同步、透明传输和差错检验个基本问
2、题即帧同步、透明传输和差错检验3 帧传输的可靠性帧传输的可靠性 传输过程的控制。如自动请求重发(差错控制和流量控制)传输过程的控制。如自动请求重发(差错控制和流量控制)4 媒体接入控制媒体接入控制多个结点接入媒体的控制多个结点接入媒体的控制数据通信基础知识数据通信基础知识3.概述概述 TCP/IP技术探讨技术探讨前一页前一页 后一页后一页 3.2.1 帧同步帧同步1.同步传输同步传输通信双方使用统一的定位时钟。通信双方使用统一的定位时钟。实现帧同步与位同步的传输。实现帧同步与位同步的传输。以较大的数据块(帧)为单位进行传输。以较大的数据块(帧)为单位进行传输。(1)面向字符型:早期方法。数据和
3、控制信息使用字符集里)面向字符型:早期方法。数据和控制信息使用字符集里面的字符(如面的字符(如ASCII码)如码)如ARPANET。数据通信基础知识数据通信基础知识3.2帧同步和透明传输帧同步和透明传输SYN SYN SOHSTX正文正文ETB/EXXBCC TCP/IP技术探讨技术探讨前一页前一页 后一页后一页 缺点缺点(1)使用不同字符集的两台机器很难进行通信。()使用不同字符集的两台机器很难进行通信。(2)控)控制字符(制字符(10个)的编码(如个)的编码(如SYN 为为0010110)不能在用户数)不能在用户数据字段中出现,如果出现没有特别指出,就会引起通信错误。据字段中出现,如果出现
4、没有特别指出,就会引起通信错误。(2)面向比特型:目前使用。)面向比特型:目前使用。要传送的数据不要求是某个字要传送的数据不要求是某个字符集里的字符,只看作是位流符集里的字符,只看作是位流.如如HDLC。PPP数据通信基础知识数据通信基础知识 TCP/IP技术探讨技术探讨前一页前一页 后一页后一页 2.异步传输异步传输接收端的时钟并没有和发送端的时钟同步。双方各自使用独立接收端的时钟并没有和发送端的时钟同步。双方各自使用独立的定位时钟。的定位时钟。异步异步传输以字符为单位进行数据传输传输以字符为单位进行数据传输(数据位很少),字符之数据位很少),字符之间的传输间隔任意。间的传输间隔任意。如如
5、PPPPPP3 3 帧同步帧同步接收方能正确判断每个帧的开始和结束位置接收方能正确判断每个帧的开始和结束位置数据通信基础知识数据通信基础知识前一页前一页 后一页后一页异步传输中的字符同步:异步传输中的字符同步:为了标志字符的开始和结束,在每个字符的开始部分加为了标志字符的开始和结束,在每个字符的开始部分加1 1位起始位(位起始位(“0”0”),结束部分加结束部分加1212位(位(“1”1”)。异)。异步传输的时序同步仅仅在每个字符的范围内是必须的,步传输的时序同步仅仅在每个字符的范围内是必须的,接收器可以在每个新字符开始时启动定时机构,实现同接收器可以在每个新字符开始时启动定时机构,实现同步。
6、当接受端收到停止位时,就将定时机构复位,准备步。当接受端收到停止位时,就将定时机构复位,准备接收下一个字符。接收下一个字符。即使接收端时钟不太准确,只要能保证正确接收即使接收端时钟不太准确,只要能保证正确接收1010个比个比特就行。特就行。数据通信基础知识数据通信基础知识起始起始 位位bit-0bit-1bit-2bit-3bit-4bit-5bit-6bit-7bit-p停止停止位位 TCP/IP技术探讨技术探讨前一页前一页 后一页后一页 3.2.2 透明传输透明传输透明传输就是指不管所传数据是什么样的组合,都应当能够在透明传输就是指不管所传数据是什么样的组合,都应当能够在链路上传输。当所传
7、数据中的比特组合恰巧出现了某一个控制链路上传输。当所传数据中的比特组合恰巧出现了某一个控制信息完全一样时,必须有可靠的措施,使收方不会将数据误认信息完全一样时,必须有可靠的措施,使收方不会将数据误认为是某种控制信息。为是某种控制信息。方法:方法:比特填充,字符填充,特殊帧定界符比特填充,字符填充,特殊帧定界符数据通信基础知识数据通信基础知识1.零比特填充零比特填充在发送端,未加上标志字段时,先用硬件扫描整个帧在发送端,未加上标志字段时,先用硬件扫描整个帧(用用软件也能实现,但要慢些软件也能实现,但要慢些)。只要发现有。只要发现有5个连续个连续1,则立即,则立即填入一个填入一个O。在接收一个帧时
8、,先在接收一个帧时,先找到找到F字段以确定一个字段以确定一个HDLC帧的边帧的边界,再用界,再用硬件对其中的比特流进行扫描。每当发现硬件对其中的比特流进行扫描。每当发现5个连续个连续1时,就将这时,就将这5个连续个连续1后的一个后的一个0删除,以还原成原来的比特删除,以还原成原来的比特流。流。前一页前一页 后一页后一页前一页前一页 后一页后一页2.字符填充字符填充传送前:传送前:OX7EOX7D OX5E OX7D OX7D OX5D接收:删除接收:删除OX7D,将后一字节与,将后一字节与OX20异或。异或。3.特殊帧定界符特殊帧定界符用用户数据中不可能出现的编码作为定界符。用用户数据中不可能
9、出现的编码作为定界符。4B/5B,16种组合作为数据,多余的种组合作为数据,多余的16种作为控制码与种作为控制码与定界符定界符前一页前一页 后一页后一页 TCP/IP技术探讨技术探讨前一页前一页 后一页后一页 3.3 差错检验差错检验奇偶校验、循环冗余编码。奇偶校验、循环冗余编码。1.奇偶校验码奇偶校验码 工作原理:在字节的最高或最低位增加一个校验位。工作原理:在字节的最高或最低位增加一个校验位。如:如:b 01100010偶校验码偶校验码 01100010 1 使使1的个数为偶数的个数为偶数奇校验码奇校验码 01100010 0 使使1的个数为奇数的个数为奇数方法简单,但检错能力差。方法简单
10、,但检错能力差。只能检测出奇数个错而不能检测出偶数个错。只能检测出奇数个错而不能检测出偶数个错。数据通信基础知识数据通信基础知识 TCP/IP技术探讨技术探讨前一页前一页 后一页后一页 2.循环冗余编码循环冗余编码(CRC)是一种高效又可靠的方法。是一种高效又可靠的方法。要发送的数据看成是一个多项式的系数,数据为要发送的数据看成是一个多项式的系数,数据为b bn-1n-1b bn-2n-2b b1 1b b0 0(其中为其中为0 0或或1)1),则其对应的多项式,则其对应的多项式为为 b bn-1 n-1 x xn-1 n-1+b bn-2n-2x xn-2n-2+b+b1 1x+bx+b0
11、0例如:数据例如:数据“1101”1101”数据通信基础知识数据通信基础知识 TCP/IP技术探讨技术探讨前一页前一页 后一页后一页 方法:方法:(1)(1)产生数据对应的多项式为产生数据对应的多项式为K(xK(x)=1110011)=1110011(2)(2)发送方和接收方约定一个生成多项式发送方和接收方约定一个生成多项式G(xG(x)=10101)=10101(如如x x4 4+x+x2 2+1)+1),设该生成多项式的最高次幂为,设该生成多项式的最高次幂为r r。(3)(3)在数据块的末尾添加在数据块的末尾添加r r个个0 0,则其相对应的多项式为,则其相对应的多项式为x xr rK(x
12、K(x)=11100110000)=11100110000(4)(4)用用x xr rK(x)/G(xK(x)/G(x),得余式,得余式R(x).(11100110000/10101=110)R(x).(11100110000/10101=110)(5)(5)令令C(xC(x)=)=x xr rK(x)+R(xK(x)+R(x).().(采用模采用模2 2运算运算)(11100110110)(11100110110)(6)(6)发送发送C(xC(x)(7)(7)设接收端接收到的数据对应的多项式为设接收端接收到的数据对应的多项式为C(xC(x),将,将C(xC(x)除以除以G(x)G(x),若余
13、式不为,若余式不为0 0认为有错。认为有错。余式为余式为0 0一定没有错吗?一定没有错吗?数据通信基础知识数据通信基础知识 TCP/IP技术探讨技术探讨前一页前一页 后一页后一页 在特殊比特的组合下出错时余数也可能为在特殊比特的组合下出错时余数也可能为0 0,但是如果,但是如果G(x)G(x)选取得当这种情况发生的机会会很小。选取得当这种情况发生的机会会很小。例:例:已知信息位串已知信息位串K(x)=110011 生成多项式生成多项式G(x)=11001问冗余码应该是几位?请计算出冗余码问冗余码应该是几位?请计算出冗余码R(x),并验证,并验证C(x)整除整除G(x)。数据通信基础知识数据通信
14、基础知识 TCP/IP技术探讨技术探讨前一页前一页 后一页后一页 3.4.1 数据链路的基本思想数据链路的基本思想可靠的传输应满足两个条件可靠的传输应满足两个条件P603.4.2 数据链路控制的基本机制数据链路控制的基本机制差错控制的方法采用反馈重传机制;流量控制采用滑动窗差错控制的方法采用反馈重传机制;流量控制采用滑动窗口机制口机制1.反馈重传机制反馈重传机制(1)接收方反馈确认信息)接收方反馈确认信息收到正确帧后返回正确认否则返回负确认。收到正确帧后返回正确认否则返回负确认。(2.)发送方重传差错帧)发送方重传差错帧帧丢失或收到负确认发送方重传数据帧。帧丢失或收到负确认发送方重传数据帧。数
15、据通信基础知识数据通信基础知识3.4 数据链路控制数据链路控制 TCP/IP技术探讨技术探讨前一页前一页 后一页后一页 2.滑动滑动 窗口机制窗口机制滑动窗口机制对数据传输流量进行控制。滑动窗口机制对数据传输流量进行控制。n发送端和接收端分别设定发送窗口和接收窗口发送端和接收端分别设定发送窗口和接收窗口。n发送窗口用来对发送端进行流量控制。发送窗口用来对发送端进行流量控制。n发送窗口的大小发送窗口的大小 WT 代表在还没有收到对方确认代表在还没有收到对方确认信息的情况下发送端最多可以发送多少个数据帧。信息的情况下发送端最多可以发送多少个数据帧。自动请求重传自动请求重传ARQ包含了以上机制即差错
16、控制与流量控制。包含了以上机制即差错控制与流量控制。数据通信基础知识数据通信基础知识01234567012发送窗口WT不允许发送这些帧允许发送 5 个帧(a)01234567012不允许发送这些帧还允许发送 4 个帧WT已发送(b)01234567012不允许发送这些帧WT已发送(c)01234567012不允许发送这些帧还允许发送 3 个帧WT已发送 已发送并已收到确认(d)TCP/IP技术探讨技术探讨前一页前一页 后一页后一页 3.4.3 自动请求重传自动请求重传1停等式停等式 ARQ:等待对方确认后再发:等待对方确认后再发2连续连续ARQ:重发出错数据后的所有数据。:重发出错数据后的所有
17、数据。3选择重发选择重发ARQ:重发出错数据:重发出错数据数据通信基础知识数据通信基础知识 TCP/IP技术探讨技术探讨前一页前一页 后一页后一页WT=1 数据通信基础知识数据通信基础知识ABDATA0送主机ACKDATA1送主机ACK(a)正常情况ABDATA0DATA0送主机ACK(c)数据丢失重传tout丢失!ABDATA0送主机ACKDATA0丢弃ACK(d)确认丢失重传tout丢失!ABDATA0NAKDATA0送主机ACK(b)数据出错重传出错四种情况停等式停等式 ARQABDATAACK传播时延 t传 t转tACRt传tDATAtout=tDATA/(tDATA+tACR+t转+
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