基本数据链路层协议课件.pptx
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《基本数据链路层协议课件.pptx》由用户(晟晟文业)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基本 数据链 协议 课件
- 资源描述:
-
1、4.1数据链路层的基本概念数据链路层的基本概念 基本概念基本概念 链路链路(link):一条无源的点到点的物理线路段,中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。是一条物理链路。间没有任何其他的交换结点。是一条物理链路。数据链路数据链路(data link):):当需要在一条线路上传送数当需要在一条线路上传送数据时据时,除了必须有一条物理线路外除了必须有一条物理线路外,还必须有一些必还必须有一些必要的通信协议来控制这些数据的传输,若把实现这要的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些协议的硬件和软件加到链路上,就构成了数据链路就构成了数据链路 数据
2、链路层数据链路层最重要的作用最重要的作用是:通过一些数据链是:通过一些数据链路层协议(即链路控制规程),在不太可靠的路层协议(即链路控制规程),在不太可靠的物理链路上实现可靠的数据传输。物理链路上实现可靠的数据传输。数据链路层的功能(1)为网络层提供服务 传输差错处理 流量控制数据链路层的功能(2)数据链路层的基本功能:链路管理链路管理 数据链路的建立、维持和释放数据链路的建立、维持和释放 帧定界(帧同步)帧定界(帧同步)帧定界是指收方能从收到的比特帧定界是指收方能从收到的比特流中准确地区分出一帧的开始和结束流中准确地区分出一帧的开始和结束 流量控制流量控制 发方发送数据的速率必须使收方来得及
3、接发方发送数据的速率必须使收方来得及接收。收。差错控制差错控制 前向纠错前向纠错:收方收到有差错的数据帧时:收方收到有差错的数据帧时,能自动将差错改正过能自动将差错改正过来。来。差错检测差错检测:收方检测出收到的帧有差错:收方检测出收到的帧有差错(但并不知是哪几个比但并不知是哪几个比特错了特错了)时,就立即将它丢弃时,就立即将它丢弃,但有两种选择:一种方法不进但有两种选择:一种方法不进行任何处理行任何处理(要处理也是由高层进行要处理也是由高层进行),另一种方法则是由数据另一种方法则是由数据链路层负责重传丢弃的帧。链路层负责重传丢弃的帧。将数据和控制信息区分开将数据和控制信息区分开 透明传输透明
4、传输 寻址寻址 必须保证每一帧都能送到正确的目的站。必须保证每一帧都能送到正确的目的站。(a)Virtual communication.(b)Actual communication.Services Provided to Network Layer数据链路协议的位置Placement of the data link protocol.成帧A character stream.(a)Without errors.(b)With one error.成帧成帧Bit stuffing(a)The original data.(b)The data as they appear on the
5、line.(c)The data as they are stored in receivers memory after destuffing.4.2 基本数据链路层协议 完全理想化的数据传输完全理想化的数据传输在这样理想化的条件下在这样理想化的条件下,数据的传输就非常简单数据的传输就非常简单(不需不需要有流量控制要有流量控制,也不需要有差错控制也不需要有差错控制)。具有最简单流量控制的数据链路层协议具有最简单流量控制的数据链路层协议 若传输数据的信道仍是无差错的理想信道,但若传输数据的信道仍是无差错的理想信道,但不能保证接收端向主机交付数据的速率永远不不能保证接收端向主机交付数据的速率永远
6、不低于发送端发送数据的速率。低于发送端发送数据的速率。实用的停止等待协议实用的停止等待协议 对于实际传输数据的信道是不能保证所传的数对于实际传输数据的信道是不能保证所传的数据不产生差错,且还需要对数据的发送端进行据不产生差错,且还需要对数据的发送端进行流量控制。流量控制。不出差错时,接收方将收到的正确帧交付给主不出差错时,接收方将收到的正确帧交付给主机,同时向发方发一个确认帧机,同时向发方发一个确认帧ACK(ACKnowledgement)。发方主机收到)。发方主机收到ACK后后才能发送一个新的数据帧。才能发送一个新的数据帧。传输过程中出现差错:传输过程中出现差错:(1)数据帧出错:)数据帧出
7、错:ACK,NAK(2)数据帧丢失:)数据帧丢失:超时计时器超时计时器Time-outer(3)确认帧丢失:)确认帧丢失:重复帧、编号重复帧、编号 发送序号编号问题:对发送的数据帧带上发送发送序号编号问题:对发送的数据帧带上发送序号,序号所占用的比特数的有限的。经过一序号,序号所占用的比特数的有限的。经过一段时间后,发送序号就会重复。序号所占用的段时间后,发送序号就会重复。序号所占用的比特数越少,额外开销就越小。比特数越少,额外开销就越小。对停止等待协议,每发送一帧就停止等待,故对停止等待协议,每发送一帧就停止等待,故用一个比特来编号就够了。用一个比特来编号就够了。虽然物理层在传输比特时会出现
8、差错虽然物理层在传输比特时会出现差错,但由于但由于数据链路层的停止等待协议采用了有效的检错数据链路层的停止等待协议采用了有效的检错重传机制重传机制,数据链路层对上面的网络层就提供数据链路层对上面的网络层就提供了可靠传输的服务。了可靠传输的服务。停止等待协议中的几个重要时间关系在半双工通信模型中结点在半双工通信模型中结点A向结点向结点B发送数据帧。结点发送数据帧。结点B只发送只发送确认帧而不发否认帧和数据帧。确认帧而不发否认帧和数据帧。设设tf 是一个数据帧的发送时间,且帧的长度是固定不变。则数是一个数据帧的发送时间,且帧的长度是固定不变。则数据帧的发送时间据帧的发送时间tf 是数据帧的长度是数
9、据帧的长度lf(bit)与数据发送速率与数据发送速率C(bit)之比。之比。tf=lf/C(s)数据帧沿链路传到结点数据帧沿链路传到结点B还要经历一个传播时延还要经历一个传播时延tp,它是信号,它是信号(电磁波电磁波)在物理链路上传播所造成的时延。在物理链路上传播所造成的时延。结点结点B收到数据帧要花费时间进行处理收到数据帧要花费时间进行处理,即处理时间即处理时间tpr。结点结点B接着发送确认帧接着发送确认帧ACK,其发送时间为其发送时间为t设信道的双向传播时延都是一样的,当结点设信道的双向传播时延都是一样的,当结点A收到确认帧时,确认帧收到确认帧时,确认帧也经历了也经历了tp 和和tpr。从
10、一个数据帧从结点从一个数据帧从结点A发出到结点发出到结点A收到结点收到结点B的确认帧,(即两个的确认帧,(即两个成功发送的数据帧之间的最小时间间隔)成功发送的数据帧之间的最小时间间隔)tT=tf+tp+tpr+t+tp+tpr 设重传时间设重传时间(作用是作用是:数据帧发送完毕后若经过了这样长的时间还没有数据帧发送完毕后若经过了这样长的时间还没有收到确认帧收到确认帧,就重传这个数据帧就重传这个数据帧):tout=tp+tpr+t+tp+tpr设上式右端的处理时间设上式右端的处理时间tpr和确认帧的发送时间和确认帧的发送时间t都远小于传播时延都远小于传播时延tp,就可简单地将重传时间取为两倍的传
11、播时延就可简单地将重传时间取为两倍的传播时延,tout=2tp。两个发送成功的数据帧之间的最小时间间隔两个发送成功的数据帧之间的最小时间间隔tT=tf+tout如遇发生差错,则须再重传已发送过的数据帧,直到对方成功如遇发生差错,则须再重传已发送过的数据帧,直到对方成功收到为止。成功发送一个数据帧所需的时间显然要超过收到为止。成功发送一个数据帧所需的时间显然要超过tT。v停止等待协议停止等待协议ARQ的优点:比较简单;缺的优点:比较简单;缺点:信道利用率不高。尤其当信道引起的传点:信道利用率不高。尤其当信道引起的传播时延很大时(如卫星通信),也就是说信播时延很大时(如卫星通信),也就是说信道还远
12、远没有被数据比特填满。道还远远没有被数据比特填满。v为克服这一缺点,产生了另外两种协议:连为克服这一缺点,产生了另外两种协议:连续续ARQ和选择重传和选择重传ARQ。4.3 连续连续ARQ协议协议 连续连续ARQ协议的工作原理协议的工作原理 工作原理的要点:在发送完一个数据帧工作原理的要点:在发送完一个数据帧后后,不是停下来等待确认帧不是停下来等待确认帧,而是可以连续而是可以连续再发送若干个数据帧。如果这时收到了再发送若干个数据帧。如果这时收到了接收端发来的确认帧接收端发来的确认帧,那么还可以接着发那么还可以接着发送数据帧。由于减少了等待时间送数据帧。由于减少了等待时间,整个通整个通信的吞吐量
13、就提高了。信的吞吐量就提高了。结点结点A向结点向结点B每发送完一数据帧不是停止等待而每发送完一数据帧不是停止等待而是继续发后续帧,且每发完一帧就为该帧设置超是继续发后续帧,且每发完一帧就为该帧设置超时计时器。结点时计时器。结点B回送的确认帧不仅要说明是对哪回送的确认帧不仅要说明是对哪一帧进行确认或否认,而且确认帧本身必须编号一帧进行确认或否认,而且确认帧本身必须编号。ACK n表示对(表示对(n-1)号帧的确认。即已收到了)号帧的确认。即已收到了第(第(n-1)号帧,下次期望收到第)号帧,下次期望收到第n号帧。号帧。v几点注意几点注意:(1)结点)结点B 运行的协议是在出现差错时不做任何响应运
14、行的协议是在出现差错时不做任何响应,然后就等然后就等待发送端超时重传。(另一种是在出现差错时就向结点待发送端超时重传。(另一种是在出现差错时就向结点A发送发送否认帧否认帧,以便使发送端及早重传出错的帧。)以便使发送端及早重传出错的帧。)(2)接收端只按序接收数据帧。)接收端只按序接收数据帧。(3)ACK1表示确认表示确认0号帧号帧DATA0,并期望下次收到并期望下次收到1号帧,依此号帧,依此类推。类推。(4)结点)结点A在每发送完一个数据帧时都要设置该帧的超时计时器。在每发送完一个数据帧时都要设置该帧的超时计时器。如果在所设的超时时间如果在所设的超时时间tout内收到确认帧内收到确认帧,就立即
15、将超时计时器就立即将超时计时器清零。若在所设置的超时时间清零。若在所设置的超时时间tout到了而仍未收到确认帧到了而仍未收到确认帧,就要就要重传相应的数据帧重传相应的数据帧(仍需重新设置超时计时器仍需重新设置超时计时器)。连续连续ARQ又称为又称为Go-back-N ARQ,意思是当出现差错必须重传意思是当出现差错必须重传时时,要向回走要向回走N个帧个帧,然后再开始重传。然后再开始重传。连续连续ARQ协议因连续发送数据帧而提高了信道的利用率协议因连续发送数据帧而提高了信道的利用率,但在但在重传时又必须把原来己传送正确的数据帧进行重传重传时又必须把原来己传送正确的数据帧进行重传(仅因这些仅因这些
16、数据帧的前面有一个数据帧出了错数据帧的前面有一个数据帧出了错),这种做法又使传送效率降这种做法又使传送效率降低。由此可见低。由此可见,若传输信道的传输质量很差因而误码率较大时若传输信道的传输质量很差因而误码率较大时,连续连续ARQ协议不一定优于停止等待协议。协议不一定优于停止等待协议。在连续在连续ARQ议中议中,应当将已发送出去但未被确认的数据应当将已发送出去但未被确认的数据帧的数目加以限制。因为:帧的数目加以限制。因为:(1)当未被确认的数据帧数目太多时当未被确认的数据帧数目太多时,只要有一帧出了差错只要有一帧出了差错,就可能有很多的数据帧需要重传就可能有很多的数据帧需要重传,这必然就白白花
17、费较多这必然就白白花费较多的时间的时间,增大开销。增大开销。(2)为了对所发送的大量数据帧进行编号为了对所发送的大量数据帧进行编号,每个数据帧的发每个数据帧的发送序号也要占用较多的比特数送序号也要占用较多的比特数,这样又增加了一些不必要这样又增加了一些不必要开销。开销。滑动窗口的概念滑动窗口滑动窗口在连续在连续ARQ协议中采用与停止等待协议同样原理的循环协议中采用与停止等待协议同样原理的循环重复使用已收到确认的那些帧的序号。在控制信息中重复使用已收到确认的那些帧的序号。在控制信息中用有限几个比特来编号,加入适当的控制机制,来限用有限几个比特来编号,加入适当的控制机制,来限制已发送出去但未被确认
展开阅读全文