第4章 据链路控制ppt课件

1、第4章 数据链路控制 数据链路控制是为有效进行数据通信，对传输链路上的信号发送进行的控制和管理。为此，要在物理接口之上增加数据链路控制的逻辑层。本章学习要点：1、流量控制的原理及方法 2、差错检测的原理及算法 3、差错控制的方案 4、高级数据链路控制协议HDLC数据链路控制作用数据链路控制作用 帧同步： 数据以帧发送，每个帧必须有起始和结束标志。 流控： 发送站发送帧的速率不能超过接收站接收帧的速率。 差错控制： 纠正传输系统引起的差错。 寻址： 发送和接收站的标识。 同一链路上数据和控制信息的识别。 链路管理。4.1 流流 控控 技技 术术 流控技术确保发送实体不会使接收实体发生数据溢出 停

2、等流控 滑动窗口流控 图图 4.1 4.1 帧传输模型帧传输模型 4.1.1 停停等流控等流控 发送实体发送一帧后，必须停止发送并等待接收到确认后，才能发送下一帧 适用于只有少量大的帧发送 链路利用率低图图 4.2 4.2 停停等流控链路的利用率等流控链路的利用率 4.1.2 滑动窗口流控滑动窗口流控 为了提高传输线利用率，允许有多个帧同时传输 接收站的缓冲器容量为n帧 发送站可以发送n帧而不必等待接收确认 每个帧都有一个顺序号，占帧中k位 发送站和接收站分别维护一张允许发送和接收的顺序号表格，作为窗口图图 4.3 4.3 滑动窗口原理滑动窗口原理 图图 4.4 4.4 滑动窗口协议滑动窗口协

3、议 4.2 差错检测差错检测 发送器在数据后面加一个检错码，它是数据块的函数 接收器用同样的方法计算出接收到数据块的检错码 与接收到的检错码比较以决定是否有差错图图 4.5 4.5 差错检测差错检测 4.2.1 奇偶校验奇偶校验 偶校验：奇偶位使整个8位中的1的个数为偶数。 奇校验：奇偶位使整个8位中的1的个数为奇数。 两位同时出错，无法检错4.2.2 循环冗余检错循环冗余检错CRC 已知一个数据块包含有k位 发送器产生一个包含有n位的序列FCS 把FCS加到数据后面,组成一个包含有k+n的发送帧T，使T能用已知数P整除 接收器把接收到的帧除以P，若没有余数，则无差错。 假设：M是包含有k位的

4、一个数据块。 F是包含有n位的FCS，nk。 P是已知的除数，等于n+1位。 T是发送帧，包含k+n位。 模2算法的过程是：用2nM除以P，得到的余数R即是FCS。注意模2算法中，加减法只作异或操作，没有进位。模模2算法算法模模2 2算法举例算法举例 设：M=101000110110位）P=1101016位）求： FCS解： (1) 求2nM 由于P包含6位，所以n=5。把M左移5位得到 2nM=101000110100000。 （2） 求FCS 把2nM除以P=110101，得余数R=01110即为FCS。 （ 3 将 余 数 R 加 到 n M ， 组 成 发 送 帧T=101000110

5、101110。 （4） 接收器把接收到的帧除以P，若余数为零，则认为没有出错。如果是接收到包含有位错的帧也能用P整除，传输中的位错就不能检测到，但这种情况发生的概率是极小的。多项式多项式 第二种表示方法是多项式(polynomials)表示法。把二进制用一个伪变量为X的多项式表示。每一项的系数由二进制数的值来决定。例如对于M=110011，可用Mx）=x5+x4+x+1表示。 P=11001可用Px）=x4+x3+1表示。算术运算仍用模2算法。则CRC过程可用下式表示： xnM(x) R(x) =Q(x)+ p(x) P(x) T(x)=xnM(x)+R(x) 如果接收到的帧包含有位错，但能被

6、P(x)整除，那么所发生的位错就没有被检测出来。选择恰当P(x)可以减少这种可能性，常用的P(x)有如下几种： CRC-16=x16+x15+x2+1 CRC-CCITT=x16+x12+x5+1 CRC-32=x32+x26+x23+x22+x16+x11+x10+x8+x7+x5+x4+x2+x+14.3 差差 错错 控控 制制 自动重复请求ARQ 停等ARQ GoBackN ARQ SelectiveReject ARQ 4.3.1 停停等等ARQ图图 4.6 4.6 停停等等ARQARQ差错控制差错控制4.3.2 GoBackN ARQ4.3.2 GoBackN ARQ图图 4.7 G

7、oBackN ARQ4.7 GoBackN ARQ差错控制差错控制4.3.3 SelectiveReject ARQ 当接收到某一帧的负响应时，只需重传该帧 它比GoBackN的效率高 接收器必须要有足够的缓冲器 4.4 高级数据链路控制高级数据链路控制4.4.1 HDLC基本特征三种类型的站 主站 次站 组合站两种链路组合 非平衡组合 平衡组合 三种数据传输模式 正常响应模式NRM 异步平衡模式ABM 异步响应模式ARM 图图 4.8 HDLC帧结构帧结构 4.4.2 HDLC帧结构 图图 4.9 4.9 位插入位插入 图图 4.10 HDLC4.10 HDLC操作操作 4.5 其他数据链路控制协议其他数据链路控制协议 LAP B LAP D LLC 帧中继 ATM 图图 4.11 4.11 数据链路控制帧格式数据链路控制帧格式 4.6 本章小结本章小结 数据链路控制是为有效进行数据通信，对传输链路上的信号发送进行的控制和管理。为此，要在物理接口之上增加数据链路控制的逻辑层。 流控技术用于确保发送实体不会使接收实体发生数据溢出的现象。停等流控是一种最简单的流控技术，缺点是同一时刻只有一帧在传输。滑动窗口流控允许在同一时刻有多个帧在传输，可大大提高利用率。 奇偶校验是一种最简单的检错方法。循环冗余检错CRC是一种最