计算机网络及通信课件第04章 数据链路层协议

第4章数据链路层协议4.1数据链路层的功能与协议4.2流量控制方法

4.3差错控制方法

4.4高级数据链路控制（HDLC）协议4.5因特网中的点对点协议（PPP）数据链路层数据链路层使用的信道主要有以下两种类型：点对点信道。这种信道使用一对一的点对点通信方式。广播信道。这种信道使用一对多的广播通信方式，因此过程比较复杂。广播信道上连接的主机很多，因此必须使用专用的共享信道协议来协调这些主机的数据发数据链路层的简单模型局域网广域网主机

H1主机

H2路由器

R1路由器

R2路由器

R3电话网局域网主机

H1

向

H2

发送数据链路层应用层运输层网络层物理层链路层应用层运输层网络层物理层链路层网络层物理层链路层网络层物理层链路层网络层物理层R1R2R3H1H2从层次上来看数据的流动数据链路层的简单模型(续）局域网广域网主机

H1主机

H2路由器

R1路由器

R2路由器

R3电话网局域网主机

H1

向

H2

发送数据链路层应用层运输层网络层物理层链路层应用层运输层网络层物理层链路层网络层物理层链路层网络层物理层链路层网络层物理层R1R2R3H1H2仅从数据链路层观察帧的流动链路(link)是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。一条链路只是一条通路的一个组成部分。数据链路(datalink)除了物理线路外，还必须有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，就构成了数据链路。现在最常用的方法是使用适配器（即网卡）来实现这些协议的硬件和软件。一般的适配器都包括了数据链路层和物理层这两层的功能。

IP数据报1010……0110帧取出数据链路层网络层链路结点A结点B物理层数据链路层结点A结点B帧(a)(b)发送帧接收链路IP数据报1010……0110帧装入数据链路层传送的是帧数据链路层应用:WAN连接Service

Provider广域网连接的场所根据用户不同的需求提供不同的连接方案点到点专线同步串口TelephoneCompany电路交换异步串口ServiceProvider分组交换连接同步串口专线点到点的链接方式；提供专用的永久连接；当经常与多个地点连接时，使用专线是主要的方法。点到点专线同步串口电路交换被广泛使用于电话公司的网络中，ISDN、PSTN就是广域网电路交换的一个例子。主要用于把临时的远程用户和移动用户连接到局域网，还常用于高速线路的备份。TelephoneCompany电路交换异步串口分组交换连接广域网的一种交换方式，网络设备共享一条点到点的线路，将数据包从源端经过通信网络传送到目的地址；帧中继，X.25都是广域网分组交换技术的实例帧中继是一种节省成本的方法，通过虚电路与其他站点连接，帧中继大多由通信公司服务供应商实现。ServiceProvider分组交换连接同步串口从数据链路层看，数据在网络中传输时是以帧为单位进行传输的，不同网络使用不同的协议封装数据帧，定义的帧格式也不一样。以太网点对点网络f0/0s0/0s0/0f0/0Ethernet帧HDLC帧PPP帧Ethernet帧或以太网路由器具有协议转换功能，当它收到一个数据帧后，会把帧拆开，取出其中的数据报，经路由处理后，再用出口的数据链路层协议封装数据帧。数据链路层协议应用场合举例

如何在有差错的线路上，进行无差错传输。

数据链路层的主要问题数据链路层要解决的基本问题？发送方：？接收方：？传输过程：！解决这些问题，是数据链路层的主要任务。！针对这些问题所制定的通信规程就是数据链路层的通信协议。以多快的速度发送数据帧，即每帧之间相隔多长时间？如何确认对方是否收到数据？是否接收到正确的数据帧？如何告诉发送方？能及时处理接收到的数据帧吗？会出错吗？会丢失数据帧吗？

数据链路层的主要功能

数据链路层最重要的作用就是：通过一些数据链路层协议，在不太可靠的物理链路上实现可靠的数据传输。其主要功能可归纳如下：

(1)链路管理

(2)帧定界

(3)流量控制

(4)差错控制

(5)将数据和控制信息区分开

(6)透明传输

(7)寻址

数据链路层的主要功能(1)链路管理-当网络中的两个结点要进行通信时，数据的发方必须确知收方是否已处在准备接受的状态。为此通信的双方必须先要交换一些必要的信息，用术语讲必须先建立一条数据链路。在传输数据时要维持数据链路，而在通信完毕时要释放数据链路。数据链路的建立、维持和释放就叫做链路管理。(2)帧同步-在数据链路层，数据的传送单位时帧。数据一帧一帧地传送，就可以在出现差错时，将有差错的帧再重传一次，避免了全部数据的重传。帧同步是指收方应当能从收到的比特流中准确地区分出一帧的开始和结束。

数据链路层的主要功能(3)流量控制-发方发送数据的速率必须使收方来得及接收。当收方来不及接收时，就必须及时控制发方发送数据的速率。(4)差错控制-在计算机通信中，一般都要求有极低的比特差错率。为此广泛地使用了编码技术，主要有两大类，一类是前向纠错，即收方收到有差错的数据帧时能自动将差错改正过来。这种方法的开销较大，不适合于计算机通信。另一类是检错重发，即收方可以检测出收到的帧中有差错，于是就让发方重复发送这一帧，直到收方正确收到这一帧为止。这种方法在计算机通信中是最常用的。

数据链路层的主要功能(5)将数据和控制信息区分开-由于数据和控制信息都是在同一信道中传输，在许多情况下，数据和控制信息处于同一帧中，因此一定要有相应的措施使收方能够将他们区分开来。(6)透明传输-所谓透明传输就是不管所传数据是什么样的比特组合，都应当能够在链路上传送。当所传数据中的比特组合恰巧与某一个控制信息完全一样时，就必须采取适当的措施，使收方不会将这样的数据误认为是某种控制信息。这样才能保证数据链路层的传输是透明的。

(7)寻址-在多点连接的情况下，必须保证每一帧都能送到正确的地址。双方也应当知道发方是哪一个站。4.1数据链路层的功能与协议1．成帧和传输 物理层以比特为单位进行数据传输，数据链路层则把数据组织成一定大小的数据帧，以帧为单位发送、接收、校验和应答。 带填充字符的首尾界符法、带填充位的首尾标志法。（1）带填充字符的首尾界符法图4.1带填充字符的首尾界符法封装成帧(framing):在一段数据的前后分别添加首部和尾部，然后就构成了一个帧。确定帧的界限。首部和尾部的一个重要作用就是进行帧定界。

帧结束帧首部IP数据报帧的数据部分帧尾部MTU数据链路层的帧长开始发送帧开始课件制作人：谢希仁用控制字符进行帧定界的方法举例SOH装在帧中的数据部分帧帧开始符帧结束符发送在前EOT课件制作人：谢希仁2.透明传输SOHEOT出现了“EOT”被接收端当作无效帧而丢弃被接收端误认为是一个帧数据部分EOT完整的帧发送在前解决透明传输问题发送端的数据链路层在数据中出现控制字符“SOH”或“EOT”的前面插入一个转义字符“ESC”(其十六进制编码是1B)。字节填充(bytestuffing)或字符填充(characterstuffing)——接收端的数据链路层在将数据送往网络层之前删除插入的转义字符。如果转义字符也出现数据当中，那么应在转义字符前面插入一个转义字符。当接收端收到连续的两个转义字符时，就删除其中前面的一个。SOHSOHEOTSOHESCESCEOTESCSOHESCESCESCSOH原始数据EOTEOT经过字节填充后发送的数据字节填充字节填充字节填充字节填充发送在前帧开始符帧结束符用字节填充法解决透明传输的问题SOH（2）带填充位的首尾标志法 发送方数据链路层若在数据中遇到5个连续的1时，自动在其后填充一个0到输出位流中。图4.2带填充位的首尾标志法 2．流量控制 3．差错控制 4．链路管理 发送端和接收端之间通过交换控制信息，来建立、维护和释放数据链路，这就是链路管理。图4.3服务原语的表示方式完全理想化的数据传输两台计算机通过一条通信链路进行通信的筒化模型：数据链路层主机

A缓存主机

B数据链路AP2AP1缓存发送方接收方帧高层帧完全理想化的数据传输所基于的两个假定

假定1：链路是理想的传输信道，所传送的任何数据既不会出差错也不会丢失。假定2：不管发方以多快的速率发送数据，收方总是来得及收下，并及时上交主机。这个假定就相当于认为：接收端向主机交付数据的速率永远不会低于发送端发送数据的速率。流量控制

现在去掉上述的第二个假定。但是，仍然保留第一个假定，即主机A向主机B传输数据的信道仍然是无差错的理想信道。然而现在不能保证接收端向主机交付数据的速率永远不低于发送端发送数据的速率。由收方控制发方的数据流，是计算机网络中流量控制的一个基本方法。

具有最简单流量控制的数据链路层协议在发送结点：

(1)从主机取一个数据帧。

(2)将数据帧送到数据链路层的发送缓存。

(3)将发送缓存中的数据帧发送出去。

(4)等待。

(5)若收到由接收结点发过来的信息，则从主机取一个新的数据帧，然后转到(2)。在接收结点：

(1)等待。

(2)若收到由发送结点发过来的数据帧，则将其放入数据链路层的接收缓存。

(3)将接收缓存中的数据帧上交主机。

(4)向发送结点发一信息，表示数据帧已经上交给主机。

(5)转到(1)。

两种情况的对比（传输均无差错）ABDATADATADATADATA送主机B送主机B送主机B送主机BABDATA送主机BDATA送主机B时间不需要流量控制需要流量控制时间ABDATA0送主机ACKDATA1送主机ACK(a)正常情况ABDATA0DATA0送主机ACK(c)数据帧丢失重传tout丢失！ABDATA0送主机ACKDATA0丢弃ACK(d)确认帧丢失重传tout丢失！ABDATA0NAKDATA0送主机ACK(b)数据帧出错重传出错

现在把上述的第一、二个假定都去掉。主机A向主机B传输数据的信道是有差错的非理想信道。且不能保证接收端向主机交付数据的速率永远不低于发送端发送数据的速率。重复帧死锁

解决死锁问题

结点A发送完一个数据帧时，就启动一个超时计时器(timeouttimer)。若到了超时计时器所设置的重传时间tout而仍收不到结点B的任何确认帧，则结点A就重传前面所发送的这一数据帧。一般可将重传时间选为略大于“从发完数据帧到收到确认帧所需的平均时间”。

解决重复帧的问题如果是确认帧丢失，则超时重传将使主机B收到两个相同的数据帧，这就是重复帧。使每一个数据帧带上不同的发送序号。每发送一个新的数据帧就把它的发送序号加1。若结点B收到发送序号相同的数据帧，就表明出现了重复帧。这时应丢弃重复帧，因为已经收到过同样的数据帧并且也交给了主机B。但此时结点B还必须向A发送确认帧ACK，因为B已经知道A还没有收到上一次发过去的确认帧ACK。

帧的编号问题

任何一个编号系统的序号所占用的比特数一定是有限的。因此，经过一段时间后，发送序号就会重复。序号占用的比特数越少，数据传输的额外开销就越小。

对于停止等待协议，由于每发送一个数据帧就停止等待，因此用一个比特来编号就够了。注：一个比特可表示0和1两种不同的序号。

帧的发送序号

数据帧中的发送序号N(S)以0和1交替的方式出现在数据帧中。每发一个新的数据帧，发送序号就和上次发送的不一样。用这样的方法就可以使收方能够区分开新的数据帧和重传的数据帧了。4.2流量控制方法 流量控制的作用就是防止拥塞状态的出现、避免死锁、合理分配网络资源。1．停止等待协议（StopandWait）图4.4停止等待协议2．滑动窗口协议 采用滑动窗口协议则可以无需等待应答而允许连续发送多个帧，大大提高了链路利用率。图4.5滑动窗口4.3差错控制方法4.3.1自动请求重发（ARQ）协议1．停止等待ARQ协议图4.6停等ARQ协议停止等待协议ARQ的优缺点

优点：比较简单。缺点：通信信道的利用率不高，也就是说，信道还远远没有被数据比特填满。为了克服这一缺点，就产生了另外两种协议，即连续ARQ和选择重传ARQ。2．后退N帧ARQ协议

在发送完一个数据帧后，不是停下来等待确认帧，而是可以连续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，那么还可以接着发送数据帧。若收到对其中某一帧的否认帧，则从该帧开始的后继帧全部重发。由于减少了等待时间，整个通信的吞吐量就提高了。后退N帧ARQ的工作原理DATA0DATA1DATA2DATA3DATA4DATA5重传DATA2重传DATA3ACK1ACK2ACK1确认DATA0ACK2确认DATA1DATA2出错，丢弃DATA3不按序，丢弃，重传ACK2DATA4不按序，丢弃，重传ACK2DATA5不按序，丢弃，重传ACK2ACK3ACK3确认DATA2ACK4确认DATA3ACK4重传DATA5重传DATA4超时重传时间ABtout送交主机送交主机…??ACK2ACK2ACK2

需要注意(1)接收端只按序接收数据帧。虽然在有差错的2号帧之后接着又收到了正确的3个数据帧，但接收端都必须将这些帧丢弃，因为在这些帧前面有一个2号帧还没有收到。(2)ACK1表示确认0号帧DATA0，并期望下次收到1号帧；ACK2表示确认1号帧DATA1，并期望下次收到2号帧。依此类推。

需要注意(3)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。如果在所设置的超时时间内收到确认帧，就立即将超时计时器清零。但若在所设置的超时时间到了而未收到确认帧，就要重传相应的数据帧。在等不到2号帧的确认而重传2号数据帧时，虽然结点A已经发完了5号帧，但仍必须向回走，将2号帧及其以后的各帧全部进行重传。后退N帧ARQ协议（Go-back-NARQ）又称为连续ARQ，意思是当出现差错必须重传时，要向回走N个帧，然后再开始重传。连续ARQ协议的优缺点

连续ARQ协议一方面因连续发送数据帧而提高了效率，另一方面，在重传时又必须把原来已正确传送过的数据帧进行重传，这种做法又使传送效率降低。

若传输信道的传输质量很差因而误码率较大时，连续ARQ协议不一定优于停止等待协议。

滑动窗口的概念

在连续ARQ协议中，应当将已发送出去但未被确认的数据帧的数目加发限制。发送端和接收端分别设定发送窗口和接收窗口。

发送窗口用来对发送端进行流量控制。发送窗口的大小WT

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。接收窗口用来控制接收端可以接收哪些数据帧。只有发送序号落入接收窗口内的数据帧才可以收下。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)当发送出数据时，滑动窗口从左边开始收缩；当收到确认时，滑动窗口向右扩展。接收端设置接收窗口

在接收端只有当收到的数据帧的发送序号落入接收窗口内才允许将该数据帧收下。若接收到的数据帧落在接收窗口之外，则一律将其丢弃。在连续ARQ协议中，接收窗口的大小WR=1。只有当收到的帧的序号与接收窗口一致时才能接收该帧。否则，就丢弃它。每收到一个序号正确的帧，接收窗口就向前（即向右方）滑动一个帧的位置。同时发送对该帧的确认。不允许接收这些帧01234567012WR准备接收0号帧(a)不允许接收这些帧01234567012WR准备接收

1号帧已收到(b)不允许接收这些帧01234567012WR准备接收4号帧已收到(c)

滑动窗口的重要特性

只有在接收窗口向前滑动时（与此同时也发送了确认），发送窗口才有可能向前滑动。收发两端的窗口按照以上规律不断地向前滑动，因此这种协议又称为滑动窗口协议。当发送窗口和接收窗口的大小都等于1时，就是停止等待协议。选择重传ARQ协议

可加大接收窗口，先收下发送序号不连续但仍处在接收窗口中的那些数据帧。等到所缺序号的数据帧收到后再一并送交主机。选择重传ARQ协议可避免重复传送那些本来已经正确到达接收端的数据帧。但我们付出的代价是在接收端要设置具有相当容量的缓存空间。对于选择重传ARQ协议，若用n

比特进行编号，则接收窗口的最大值受下式的约束。

WR

2n/24.3.2差错控制方法——循环冗余校验码（CRC） 1．CRC中的多项式

2．CRC的工作原理

可靠传输

虽然物理层在传输比特时会出现差错，但由于数据链路层的停止等待协议采用了有效的检错重传机制，数据链路层对上面的网络层就可以提供可靠传输的服务。检错方式------循环冗余检验的原理在数据链路层传送的帧中，广泛使用了循环冗余检验CRC的检错技术。假设待传送的数据M=1010001101（共kbit）。我们在M的后面再添加供差错检测用的nbit冗余码一起发送。冗余码的计算用二进制的模2运算进行2n

乘M的运算，这相当于在M后面添加n个0。得到的(k+n)bit的数除以事先选定好的长度为(n+1)bit的数P，得出商是Q而余数是R，余数R比除数P至少要少1个比特。

冗余码的计算举例

设

n=5,P=110101，M=1010001101模2运算的结果是：商Q=1101010110，余数R=01110。将余数R作为冗余码添加在数据M的后面发送出去，即发送的数据是101000110101110，或2nM+R。循环冗余检验的原理说明

1101010110

←

Q

商

除数

P→

110101101000110100000

←

2nM被除数

110101

111011

110101

111010

110101

111110

110101

101100

110101

110010

110101

01110

←

R

余数循环冗余检验的原理说明

只要得出的余数R不为0，就表示检测到了差错。但这种检测方法并不能确定究竟是哪一个或哪几个比特出现了差错。一旦检测出差错，就丢弃这个出现差错的帧。只要经过严格的挑选，并使用位数足够多的除数P，那么出现检测不到的差错的概率就很小很小。图4.8CRC的结构3．举例验证图4.9CRC计算过程数据链路控制规程分类

面向字符型（例如BSC、DDCMP、PPP异步传输）在这类规程中，用字符编码集中的几个特定字符来控制链路的操作，监视链路的工作状态，例如，采用国际5号码中的SOH、STX作为帧的开始，ETX、ETB作为的结束，ENQ、EOT、ACK、NAK等字符控制链路操作。面向比特型（例如HDLC、PPP同步传输）在这类规程中，采用特定的二进制序列01111110作为帧的开始和结束，以一定的比特组合所表示的命令和响应实现链路的监控功能，命令和响应可以和信息一起传送。

面向字符型数据链路层协议的缺点：报文格式不一样；传输透明性不好；等待发送方式，传输效率低。面向比特型协议的设计目标：以比特作为传输控制信息的基本单元；数据帧与控制帧格式相同；传输透明性好；连续发送，传输效率高。4.4高级数据链路控制（HDLC）协议4.4.1面向字符和面向位的链路控制协议图4.10IBM公司的二进制同步通信控制（BSC）协议4.4.2HDLC协议的基本概念1．3种类型的站图4.11三种类型的站和两种结构2．两种链路结构图4.12对称结构 3．3种操作模式

（1）NRM

（2）ARM

（3）ABMHDLC的基本工作原理（基本特征）操作方式：正常响应方式(NRM)：适用于不平衡链路结构，即用于点-点和点-多点的链路结构中。由主站控制整个链路的操作，负责链路的初始化、数据流控制和链路复位等。从站只有在收到主站的明确允许后，才能发出响应。异步响应方式(ARM)：也适用于不平衡链路结构。从站可以不必得到主站的允许就可以开始数据传输。异步平衡方式(ABM)：适用于平衡链路结构。链路两端的复合站具有同等的能力，不管哪个复合站均可在任意时间发送命令帧，并且不需要收到对方复合站发出的命令帧就可以发送响应帧。4.4.3HDLC协议的帧格式图4.13HDLC的帧格式1．标志字段（F）2．地址字段（A） 地址字段用来表示命令帧或响应帧的地址。3．信息字段（I） 信息字段用于传输用户数据。4．帧校验字段（FCS） 帧校验字段（FCS）共16位，采用循环冗余校验方法，用来检查所接收的信息是否在传输过程中发生了差错。5．控制字段（C） 控制字段（C）共占8位，可构成各种命令和响应用来完成传输控制功能。4.4.4HDLC协议的主要内容 1．信息帧

2．监控帧

3．无编号帧信息帧：若控制字段的第1比特为0，则该帧为数据帧，用于传送数据。比特2-4为发送序号N(S)，而比特6-8为接收序号N(R)。特别强调指出：N(R)带有确认的意思，它表示序号为N(R)-1以及在这以前的各帧都已经正确无误地收妥了。

控制字段（续1）01101SMP/FP/FN（S）P/FN（R）N（R）M信息帧I监督帧S无编号帧U12345678监督帧：用于监视和控制数据链路，完成信息帧的接收确认、重发请求、暂停发送请求等功能。若控制字段的第1-2比特为10，则对应的帧即为监督帧S。监督帧共有四种，取决于第3-4比特的取值。

监控帧的名称和功能

控制字段（续2）第3-4比特帧名功能确认，且准备接受下一帧，已收妥N(R)以前的各帧确认，暂停接收下一帧，N(R)含义同上否认，否认N(R)起的各帧，但N(R)以前的帧已收妥否认，只否认序号为N(R)的帧RR接收准备好RNR接收未准备好REJ拒绝接收SREJ选择拒绝接收00100111无编号帧：用于数据链路的控制。若控制字段的第1-2比特都是1时，这个帧就是无编号帧U，无编号帧本身不带编号，而是用5bit来表示不同功能的无编号帧。可以在任何需要的时刻发出，而不影响带编号的信息帧的交换顺序。如：B3B4B6B7B8=00001，则其功能为置正常响应模式。控制字段（续3）01101SMP/FP/FN（S）P/FN（R）N（R）M信息帧I监督帧S无编号帧U12345678无编号帧的名称和代码名称B3B4B6B7B8记忆符置正常响应模式00001SNRM置异步响应模式/断开方式11000SARM/DM置异步平衡模式11100SABM置扩充正常响应模式11011SNRME置扩充异步响应模式11010SARME置扩充异步平衡模式11110SABME断链/请求断链00010DISC/RD置初始化/请求初始化方式10000SIM/RIM无编号探询00100UP无编号信息00000UI交换识别11101XID复位11001RESET帧拒绝10001FRMR无编号确认00110UA（1）SARM/SABM帧（2）DISC（拆除链路）帧（3）UA（无序号确认响应）帧（4）FRMR（帧拒绝响应）帧/CMDR（命令拒绝响应）帧P/F位的意义（询问/终止）

在正常响应方式中，从站不能主动向主站发送信息，从站只有收到主站发出的P比特为1（对从站的查询）的命令帧以后才能发送响应帧。若从站有数据发送，则在最后一个数据帧中将F比特置1；若无数据发送，则应在回答的S帧中将F比特置1。在异步响应或异步平衡方式中，任何一个站都可以在主动发送的S帧和I帧中将P比特置1。对方站收到P=1的帧后，应尽早地回答本站的状态并将F比特置1。P/F位的使用方法图中主站A和从站B、C连成多点链路，传送帧的一些主要参数按照“地址，帧名和序号，P/F”的先后顺序标注。这里的地址是指地址字段中应填入的站地址；帧名是指帧的名称，如RR、I；序号是指监控帧中的N(R)或信息帧中的N(S)和N(R)，如RR4、I31（第1个数字是N(S)，第2个数字是N(R)）。P/F是在其为1时才写上P或F，表明此时控制字段的第5比特为1。P/F位的使用方法主站A先询问B站：“B站，若有信息，请立刻发送”。这时A站发送的帧是RR监控帧，并将N(R)置0，表示期望收到对方的0号帧。因此在图中将这样的帧记为“B,RR0,P”。对主站的这一命令，B站响应以连续4个信息帧，其序号N(S)从0到3。最后在第4个信息帧中将F置1，表示“我要发送的信息已发完”。这个帧记为“B,I30,F”。A站在收到B站发来的4个信息帧后，发回确认帧RR4（这时N(R)=4）。我们注意到这时P/F比特并未置1，所以B站收到RR4后不必应答。接下去A站轮询C站，P=1，虽然这时C站没有数据发送，但也必须立即应答。C站应答也是RR帧，表示目前没有信息帧发送，F=1表明这是回答对方命令的一个响应。P/F位的使用方法有了P/F比特，使HDLC规程使用起来更加灵活。在两个复合站全双工通信时，任何一方都可随时使P=1，这时对方就要立即回答RR帧，并置F=1，这样就可以收到对方的确认了。如果不使用P/F比特，则收方不一定马上发出确认帧，比如收方可以在发送自己的信息帧时，利用N(R)把确认信息发出。P/F位的使用方法4．链路操作过程（1）链路建立（2）数据传输（3）链路拆除图4.14无编号帧使用举例4.5因特网中的点对点协议（PPP）图4.15用户拨号上网示意图因特网的点对点协议PPPPPP（Point-to-PointProtocol点到点协议）是为在同等单元之间传输数据包这样的简单链路设计的链路层协议。这种链路提供全双工操作，并按照顺序传递数据包。设计目的主要是用来通过拨号或专线方式建立点对点连接发送数据，使其成为各种主机、网桥和路由器之间简单连接的一种解决方案。

课件制作人：谢希仁PPP协议应满足的需求简单——这是首要的要求封装成帧透明性多种网络层协议多种类型链路差错检测检测连接状态最大传送单元网络层地址协商数据压缩协商PPP协议的工作原理

现在使用得最多的数据链路层协议是点对点协议

PPP。用户使用拨号电话线接入因特网时，一般都是使用PPP协议。路由器调制解调器调制解调器因特网服务提供者(ISP)用户家庭拨号电话线

使用TCP/IP的

PPP连接使用TCP/IP的客户进程路由选择进程至因特网…PC机PPP的特性PPP协议是目前使用得最广泛的广域网协议，这是因为它具有以下特性：能够控制数据链路的建立；能够对IP地址进行分配和使用；允许同时采用多种网络层协议；能够配置和测试数据链路；能够进行错误检测；有协商选项，能够对网络层的地址和数据压缩等进行协商。PPP协议组成一个将IP数据报封装到串行链路的方法。链路控制协议LCP(LinkControlProtocol)：LCP负责创建，维护或终止一次物理连接。可以使用多种物理层服务。认证协议，最常用的包括口令验证协议PAP和挑战握手验证协议CHAP。网络控制协议NCP(NetworkControlProtocol)：负责解决物理连接上运行什么网络协议，以及解决上层网络协议发生的问题。可以支持多种网络层协议。PPP协议的帧格式PPP的帧格式和HDLC的相似。标志字段F仍为0x7E（符号“0x”表示后面的字符是用十六进制表示。十六进制的7E的二进制表示是01111110）。地址字段A只置为0xFF。地址字段实际上并不起作用，PPP不分配个人地址。控制字段C通常置为0x03。要求用户数据传输采用无序号帧，不提供使用序号和确认的可靠传输。PPP是面向字节的，所有的PPP帧的长度都是整数字节。PPP协议的帧格式PPP有一个2个字节的协议字段。识别帧的信息部分字段所封装的协议。当协议字段为0x0021时，PPP帧的信息字段就是IP数据报。若为0xC021,则信息字段是PPP链路控制数据LCP。若为0x8021，则表示这是网络控制数据NCP。

IP数据报1211字节12不超过1500字节PPP帧先发送7EFF03FACFCSF7E协议信息部分首部尾部表4.2协议字段的取值透明传输问题当PPP用在同步传输链路时（

SONET/SDH链路），协议规定采用硬件来完成比特填充（和HDLC的做法一样）。当PPP用在异步传输时，就使用一种特殊的字符填充法。字符填充法具体的做法是：将信息字段中出现的每一个0x7E字节转变成为2字节序列（0x7D，0x5E）。若信息字段中出现一个0x7D的字节，则将其转变成为2字节序列（0x7D，0x5D）。(3)若信息字段中出现ASCll码的控制字符（即小于0x20的字符），则在该字符前面加一个0x7D字节。这样做可以防止这些表面上的ASCll码控制符将被错误地解释为控制符。PPP的控制段（C）设置为00000011，注意这里说明最低两位是11，与HDLC协议比较，说明发送和接收窗口N(S)、N(R)都没有使用，恰恰相当于HDLC协议的无编号帧，但是，“不能保证”并不等于很不可靠，这是由于以下原因。不提供使用序号和确认的可靠传输PPP协议之所以不使用序号和确认机制是出于以下的考虑：在数据链路层出现差错的概率不