第三版 ) 第 3章 第 1頁 第 4章 數(shù)據(jù)鏈路層功能與協(xié)議 本章概述 本章的學(xué)習(xí)目標(biāo) 主要內(nèi)容 第三版 ) 第 3章 第 2頁 本章概述 在 現(xiàn)了信號(hào)傳輸?shù)菦]有實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的通信。 在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上兩個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)之間的通信，特別是通信雙方的同步， 線路控制，差錯(cuò)控制，流量控制，定界，尋址，透明傳輸?shù)葐栴}，需要 由 特定 規(guī)則和約定來支配的，這種規(guī)則和約定稱為數(shù)據(jù)鏈路控制 。 在互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過程中，應(yīng)用了很多成熟的數(shù)據(jù)鏈路層技術(shù)和實(shí)現(xiàn)協(xié)議。 本章全面研究數(shù)據(jù)鏈路層服務(wù)功能和標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。 第三版 ) 第 3章 第 3頁 本章的學(xué)習(xí)目標(biāo) 理解數(shù)據(jù)鏈路層功能和實(shí)現(xiàn)技術(shù) 掌握數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議 掌握面向字符的協(xié)議 理解面向比特的協(xié)議 掌握 理解 第三版 ) 第 3章 第 4頁 主要內(nèi)容 數(shù)據(jù)鏈路層功能 數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議 面向字符的協(xié)議 面向比特的協(xié)議 本章小結(jié) 第三版 ) 第 3章 數(shù)據(jù)鏈路層功能 數(shù)據(jù)鏈路層的基本服務(wù)是將源結(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)傳輸?shù)侥康慕Y(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)層。在源結(jié)點(diǎn)上有一實(shí)體，我們稱之為進(jìn)程，它將網(wǎng)絡(luò)層的比特序列交給數(shù)據(jù)鏈路層。而數(shù)據(jù)鏈路層又將它們傳到目的地機(jī)器，交給那里的網(wǎng)絡(luò)層。實(shí)際的傳輸是按照源結(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層、物理層，傳輸介質(zhì)，目的結(jié)點(diǎn)物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層依次傳遞的。 第 5頁 第三版 ) 第 3章 不同類型的服務(wù) 數(shù)據(jù)鏈路層可以提供多種不同類型的服務(wù)，實(shí)際提供的服務(wù)因系統(tǒng)不同而不同，但基本上有無確認(rèn)、無連接服務(wù)；有確認(rèn)、無連接服務(wù)；面向連接服務(wù)三種。 第 6頁 第三版 ) 第 3章 網(wǎng)絡(luò)層和數(shù)據(jù)鏈路層之間的通信使用了標(biāo)準(zhǔn)的 們是：請(qǐng)求 (指示(響應(yīng) (證實(shí) ( 網(wǎng)絡(luò)層用“請(qǐng)求”原語請(qǐng)求數(shù)據(jù)鏈路層為其完成某項(xiàng)工作，如建立或釋放連接，或者傳送一個(gè)幀?！爸甘尽痹Z用來通知網(wǎng)絡(luò)層發(fā)生了某個(gè)事件 。 第 7頁 第三版 ) 第 3章 數(shù)據(jù)鏈路層服務(wù)原語的兩種表示方法 第 8頁 請(qǐng) 求網(wǎng) 絡(luò) 層 （ 3 層 ）鏈 路 層 （ 2 層 ）物 理 層 （ 1 層 ）證 實(shí) 響 應(yīng) 指 示請(qǐng) 求證 實(shí)指 示響 應(yīng)服 務(wù) 用 戶（ 網(wǎng) 絡(luò) 層 ）服 務(wù) 提 供 者（ 數(shù) 據(jù) 鏈 路 層 ）服 務(wù) 用 戶（ 網(wǎng) 絡(luò) 層 ）第三版 ) 第 3章 可見數(shù)據(jù)鏈路層的功能是為高層提供服務(wù)，但是首先得從底層物理層獲得服務(wù)支持才能提供三種服務(wù)。 物理 層 傳輸信號(hào)可靠性的理論模型支持主要是由數(shù)據(jù)鏈路來提供。傳輸信號(hào)的首要問題是通信的同步性。 第 9頁 第三版 ) 第 3章 時(shí)鐘漂移引起的問題 第 10頁 00010 001 1100發(fā) 送 機(jī) 時(shí) 鐘發(fā) 送 機(jī) 信 號(hào)發(fā) 送 機(jī) 時(shí) 鐘時(shí) 鐘 較 快 的接 收 機(jī)時(shí) 鐘 較 慢 的接 收 機(jī)第三版 ) 第 3章 解決上述同步問題的方法有兩種。 第一種稱為異步法，發(fā)送方和接收方獨(dú)立地產(chǎn)生時(shí)鐘，但定期地進(jìn)行同步。 第二種方法稱為同步方法，接收端時(shí)鐘完全由發(fā)送方時(shí)鐘控制，也就是說，接收方時(shí)間與發(fā)送方時(shí)鐘是嚴(yán)格同步的。 第 11頁 第三版 ) 第 3章 1 異步方式 在異步傳輸中，數(shù)據(jù)以字符為單元發(fā)送。每個(gè)字符的長度根據(jù)所使用的編碼方案可以是 5 第 12頁 第三版 ) 第 3章 啟停位組幀格式 第 13頁 1765432數(shù) 據(jù) 位開啟位“ 1 ” 標(biāo) 記 狀態(tài)低 電 壓停 止 位標(biāo) 記 狀 態(tài)1 位 / 1 . 5 位 / 2 位* 可 以 是 第 8 位 或 奇 偶 位第三版 ) 第 3章 2 同步方式 在同步傳輸中，以一種穩(wěn)定的流方式傳送比特塊，不使用開啟和停止位編碼。該數(shù)據(jù)塊在長度上可以是許多位。 幀用一個(gè)稱為標(biāo)志的前綴起始，以同樣的標(biāo)志作為后綴。接收方查看標(biāo)志確定一個(gè)幀的開始。跟在前綴標(biāo)志后面的是一定數(shù)目的控制段，然后是數(shù)據(jù)段 (對(duì)于大多數(shù)協(xié)議都是可變長度 )。在數(shù)據(jù)段后面還可以有控制段，最后仍是標(biāo)志段。 第 14頁 第三版 ) 第 3章 數(shù)據(jù)鏈路層其他控制功能 線路規(guī)程之外，數(shù)據(jù)鏈路層中最重要的功能是流量控制、錯(cuò)誤控制。這些功能都叫做數(shù)據(jù)鏈路控制。 第 15頁 第三版 ) 第 3章 路規(guī)程 線路規(guī)程可以以兩種方式實(shí)現(xiàn)：詢問 /應(yīng)答(式和輪詢 /選擇方式。第 一 種方法在對(duì)等通信中采用，第二種方法在主從式通信中采用。 第 16頁 第三版 ) 第 3章 應(yīng)答 (第 17頁 B 結(jié) 點(diǎn)A 結(jié) 點(diǎn)建 立數(shù) 據(jù) 傳輸終 止時(shí) 間 時(shí) 間詢 問應(yīng) 答應(yīng) 答應(yīng) 答應(yīng) 答數(shù) 據(jù)數(shù) 據(jù)數(shù) 據(jù)傳 輸 結(jié) 束第三版 ) 第 3章 2. 輪詢 /選擇模式 線路規(guī)程的輪詢 /選擇模式是在以一個(gè)設(shè)備設(shè)計(jì)為主設(shè)備而其他設(shè)備為從設(shè)備的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中采用的。多點(diǎn)連接系統(tǒng)必須在多個(gè)通信結(jié)點(diǎn)而不是僅僅兩個(gè)之間進(jìn)行協(xié)調(diào)。因此，在這類情形下，問題不僅僅是確定設(shè)備是否就緒，還要確定哪一個(gè)結(jié)點(diǎn)有權(quán)使用信道。 如果從設(shè)備當(dāng)前是激活的并且正在運(yùn)行，它向主設(shè)備返回一個(gè)應(yīng)答幀 (然后主設(shè)備就發(fā)送一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)幀，每幀的地址都是預(yù)期的從設(shè)備。 第 18頁 第三版 ) 第 3章 多點(diǎn)選擇 第 19頁 主 結(jié) 點(diǎn)從 結(jié) 點(diǎn) 點(diǎn) 點(diǎn) 應(yīng) 答 幀應(yīng) 答 幀選 擇 幀第三版 ) 第 3章 輪詢 輪詢功能是主設(shè)備請(qǐng)求從設(shè)備進(jìn)行傳輸?shù)?。如上所述，在沒有接到請(qǐng)求前，從設(shè)備是不許發(fā)送數(shù)據(jù)。所有控制都集中在主設(shè)備，多點(diǎn)連接系統(tǒng)保證一次只能存在一個(gè)傳輸，因此在沒有優(yōu)先協(xié)議的情況下也保證不出現(xiàn)信號(hào)沖突。當(dāng)主設(shè)備準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù)時(shí)，它必須依次詢問每個(gè)設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)。當(dāng)詢問到達(dá)第一個(gè)從設(shè)備時(shí)，如果沒有數(shù)據(jù)要發(fā)送，必須回答否定應(yīng)答 (否則就發(fā)送數(shù)據(jù)幀。 第 20頁 第三版 ) 第 3章 量控制 在控制通過傳輸鏈路的數(shù)據(jù)流量上采用兩種方法：停等協(xié)議和滑動(dòng)窗口協(xié)議。 第 21頁 第三版 ) 第 3章 1. 停等協(xié)議 在停等協(xié)議中，發(fā)送方每發(fā)出一幀后就等待一個(gè)應(yīng)答幀如圖 4有當(dāng)接收到應(yīng)答信號(hào)后，才發(fā)送下一幀。這種發(fā)送和等待交替的過程不斷重復(fù)，直到發(fā)送方發(fā)送了一個(gè)傳輸結(jié)束幀 (停等協(xié)議有點(diǎn)象我們?cè)趯?duì)講機(jī)中對(duì)話：我們說一段話，在說“ 個(gè)結(jié)束符之后，等待對(duì)方回答“ 然后再說第段話。 第 22頁 第三版 ) 第 3章 停等協(xié)議 第 23頁 接 收 方發(fā) 送 方W 時(shí) 間應(yīng) 答 幀數(shù) 據(jù) 幀數(shù) 據(jù) 幀數(shù) 據(jù) 幀應(yīng) 答 幀應(yīng) 答 幀傳 輸 結(jié) 束 幀W 第三版 ) 第 3章 2. 滑動(dòng)窗口協(xié)議 在流量控制的滑動(dòng)窗口協(xié)議中，一次可以傳輸多個(gè)幀。在滑動(dòng)窗口中的窗口一詞是指一個(gè)發(fā)送方和接收方都要?jiǎng)?chuàng)建的額外緩沖區(qū)。這個(gè)窗口可以在收發(fā)兩方存儲(chǔ)數(shù)據(jù)幀，并且對(duì)收到應(yīng)答之前可以傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀的數(shù)目進(jìn)行了限制。可以不等待窗口被填滿而在任何一點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行應(yīng)答，并且只要窗口未滿就可以繼續(xù)傳輸。 第 24頁 第三版 ) 第 3章 為記錄哪一幀已經(jīng)被傳輸以及接收了哪一幀，滑動(dòng)窗口協(xié)議引入了一個(gè)基于窗口大小的標(biāo)識(shí)機(jī)制。幀以模 就是說從 0到 n 1編號(hào)。例如，如果 n=8，幀順序標(biāo)號(hào)就為： 0， 1， 2， 3， 4， 5， 6， 7， 0， 1， 2， 3， 4， 5， 6， 7， 0，1.”窗口的大小是 第 25頁 第三版 ) 第 3章 當(dāng)接收方發(fā)出一個(gè)應(yīng)答幀 (它就在其中包含了預(yù)期接收的下一幀編號(hào)。也就是為對(duì)以幀 4結(jié)尾的一串?dāng)?shù)據(jù)幀進(jìn)行應(yīng)答，接收方就發(fā)送一個(gè)包含有編號(hào) 5的應(yīng)答幀。當(dāng)發(fā)送方收到含有編號(hào) 5的應(yīng)答幀 (，它就知道了直到編號(hào) 4為止的所有數(shù)據(jù)幀均已經(jīng)被接收了。在兩端的窗口都可以存儲(chǔ) 此在必須接收一個(gè) 第 26頁 第三版 ) 第 3章 發(fā)送窗口 在傳輸?shù)拈_始，發(fā)送方窗口有 著數(shù)據(jù)幀的發(fā)送，窗口的左邊界向內(nèi)移動(dòng)，不斷縮小窗口的大小。如果窗口大小是 w，并且自從最近一次應(yīng)答以來已經(jīng)發(fā)送了三幀，那么在窗口中剩余的幀數(shù)是 旦一個(gè)應(yīng)答幀 (來，窗口根據(jù)應(yīng)答幀 (應(yīng)答的數(shù)據(jù)幀的個(gè)數(shù)對(duì)窗口進(jìn)行相同數(shù)目的擴(kuò)展。如圖 4的發(fā)送方窗口。 第 27頁 第三版 ) 第 3章 滑動(dòng)窗口協(xié)議的發(fā)送和接收 第 28頁 7 01 2 3 4 5 60 1 2 576發(fā) 送 窗 口7 06 1 2 3 4 5 7 06 1 2接 收 窗 口每 當(dāng) 發(fā) 送 1 幀 時(shí)這 個(gè) 邊 界 向 右 移 動(dòng) 1 幀當(dāng) 接 收 到 應(yīng) 答 幀 后這 個(gè) 邊 界 一 次 向 右 移 動(dòng)若 干 幀 。 移 動(dòng) 的 距 離 是最 后 一 次 A C K 幀 中 的 編號(hào) 和 現(xiàn) 在 收 到 的 A C K 幀中 的 編 號(hào) 差 值 （ 模 n )當(dāng) 接 收 一 幀 時(shí)這 個(gè) 邊 界 向 右 移 動(dòng) 1 幀當(dāng) 發(fā) 送 一 個(gè) A C K 幀 時(shí)這 個(gè) 邊 界 一 次 向 右 移 動(dòng)若 干 幀 。 移 動(dòng) 的 距 離 是最 后 一 次 A C K 幀 中 的 編號(hào) 和 現(xiàn) 在 收 到 的 A C K 幀中 的 編 號(hào) 差 值 （ 模 n )第三版 ) 第 3章 1. 錯(cuò)誤類型 這些錯(cuò)誤類型通常被稱為單比特錯(cuò)誤，多比特錯(cuò)誤和突發(fā)錯(cuò)誤。其中，單比特錯(cuò)誤最易出現(xiàn)，突發(fā)錯(cuò)誤較不容易發(fā)生。 多比特錯(cuò)誤是指數(shù)據(jù)單元中兩個(gè)或兩個(gè)以上不連續(xù)的比特發(fā)生了改變從 0變?yōu)?1或是從 1變?yōu)?0。 突發(fā)錯(cuò)誤指數(shù)據(jù)單元中兩個(gè)或兩個(gè)以上連續(xù)的比特發(fā)生了改變從 0變?yōu)?1或是從 1變?yōu)?0。 第 29頁 第三版 ) 第 3章 2. 錯(cuò)誤檢測 冗余 采用冗余比特來進(jìn)行數(shù)據(jù)單元正確性驗(yàn)證的過程。當(dāng)數(shù)據(jù)單元生成后，就通過一個(gè)設(shè)備來分析它并且加上相應(yīng)的冗余校驗(yàn)編碼?，F(xiàn)在增加了若干比特的數(shù)據(jù)單元 (在圖中增加了七個(gè)比特 )就通過鏈路傳輸?shù)浇邮辗?。接收方將整個(gè)傳輸流輸入到一個(gè)校驗(yàn)函數(shù)。如果接收的比特流通過了校驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)單元的數(shù)據(jù)部分就被接收而冗余位則被丟棄。 第 30頁 第三版 ) 第 3章 冗余技術(shù) 第 31頁 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 01 0 1 1 1 0 1接 收拒 絕生 成 函 數(shù) 校 驗(yàn) 函 數(shù)數(shù) 據(jù)冗 余 校 驗(yàn)1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0發(fā) 送 方 接 收 方第三版 ) 第 3章 冗余校驗(yàn)技術(shù) 在數(shù)據(jù)通信中采用四種類型的冗余校驗(yàn)技術(shù)：垂直冗余校驗(yàn) (也稱為奇偶校驗(yàn) )，縱向冗余校驗(yàn) (循環(huán)冗余校驗(yàn) (以及校驗(yàn)和。前面三種，垂直冗余校驗(yàn) (縱向冗余校驗(yàn)(和循環(huán)冗余校驗(yàn) (是在物理層實(shí)現(xiàn)而被數(shù)據(jù)鏈路層使用的。而第四種技術(shù)，校驗(yàn)和技術(shù)，主要由網(wǎng)絡(luò)層，包括國際互連網(wǎng)所使用，而在傳輸層實(shí)現(xiàn)的。 第 32頁 第三版 ) 第 3章 循環(huán)冗余碼校驗(yàn) 循環(huán)冗余碼校驗(yàn)和與基于加法的 環(huán)冗余校驗(yàn) (基于二進(jìn)制除法的。 給定一個(gè) 送器生成一個(gè) 為幀校驗(yàn)序列 (這樣所形成的幀將由 (m+r)比特組成。這個(gè)幀剛好能被某個(gè)預(yù)先確定的數(shù)整除。接收器用相同的數(shù)去除外來的幀。如果無余數(shù)，則認(rèn)為無差錯(cuò)。 第 33頁 第三版 ) 第 3章 冗余校驗(yàn)計(jì)算校驗(yàn)和的算法 設(shè) G(x)為 幀的末尾附加 幀為m+相應(yīng)的多項(xiàng)式是 x)。 按模 2除法用對(duì)應(yīng) G(x)的位串去除對(duì)應(yīng) x)的位串。 按模 2減法從對(duì)應(yīng)于 x)的位串減去余數(shù) (總是等于或小于 。結(jié)果就是要傳送的帶校驗(yàn)和的幀，叫多項(xiàng)式 T(x)。 第 34頁 第三版 ) 第 3章 校驗(yàn)和 在高層協(xié)議中使用的錯(cuò)誤檢測技術(shù)稱為校驗(yàn)和技術(shù)。和 驗(yàn)和是建立在冗余概念上的。 在發(fā)送方，校驗(yàn)和生成器將數(shù)據(jù)單元細(xì)分成大小都為 n(通常是 16)比特的幾段。這些分段采用反碼加法算法加在一起，使得整個(gè)結(jié)果仍然是 總和 (校驗(yàn)和 )隨后取反并當(dāng)作冗余位加在原始數(shù)據(jù)單元的末尾，稱作校驗(yàn)和域。 第 35頁 第三版 ) 第 3章 3. 錯(cuò)誤糾正 錯(cuò)誤糾正可以通過兩種方式進(jìn)行。一種方式是當(dāng)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，接收方可以讓發(fā)送方重新發(fā)送整個(gè)數(shù)據(jù)單元。另一種方法是可以采用錯(cuò)誤糾正碼，自動(dòng)糾正一些錯(cuò)誤。 理論上，可以自動(dòng)糾正任何一種二進(jìn)制編碼錯(cuò)誤。但是錯(cuò)誤糾正碼比錯(cuò)誤檢測碼要復(fù)雜得多，并且需要占據(jù)更多的冗余比特位。糾正多比特錯(cuò)誤和突發(fā)錯(cuò)誤所需要的比特位數(shù)是如此巨大，因此在大多數(shù)情況下這樣做是十分低效的。 第 36頁 第三版 ) 第 3章 單比特錯(cuò)誤糾正 通過檢驗(yàn)最簡單的情形：單比特錯(cuò)誤，最容易對(duì)錯(cuò)誤糾正的基本概念得到理解。 為計(jì)算糾正一個(gè)給定數(shù)目 (m)的數(shù)據(jù)比特所需要的冗余位的數(shù)目 (r)，必須找到 m和 果可傳輸單元的總比特?cái)?shù)是 m + r ，那么 m + r + 1種狀態(tài)。在這些狀態(tài)中，一種狀態(tài)代表沒有錯(cuò)誤，其他 m + r 種狀態(tài)代表在 m + r 位每個(gè)位置上發(fā)生的錯(cuò)誤。 第 37頁 第三版 ) 第 3章 因此，必須能夠通過 m + r + 1種狀態(tài)，而 此， 2m+r+1： 2r m + r + 1。 如，如果 01的值是 7(就如同七位 ，滿足上述公式的最小的 。 第 38頁 第三版 ) 第 3章 海明碼 在數(shù)據(jù)通信的過程中，解決差錯(cuò)問題的一種方法是在每個(gè)要發(fā)送的數(shù)據(jù)塊上附加足夠的冗余信息，使接收方能夠推導(dǎo)出發(fā)送方實(shí)際送出的應(yīng)該是什么樣的比特串。通常，一幀是由 即報(bào)文 )和 或稱校驗(yàn)位 )組成。設(shè)總長度為n，則 n = m + r，此長度為 第 39頁 第三版 ) 第 3章 假設(shè)有任意兩個(gè)碼字， 10001001和 10110001，可以確定有多少個(gè)不同的對(duì)應(yīng)位。其中有 3個(gè)不同位。為了確定有多少位不同，只需對(duì)兩個(gè)碼字進(jìn)行異或運(yùn)算。然后計(jì)算結(jié)果中的 1的位數(shù)。兩個(gè)碼字中不同的位的數(shù)目稱作海明距離 (1950年由。這種海明距離的重要性在于如果兩個(gè)碼字的海明距離為 d，那么只有出現(xiàn) 第 40頁 第三版 ) 第 3章 多比特錯(cuò)誤糾正 在互相重疊的數(shù)據(jù)比特組上計(jì)算的冗余位也可以用來糾正多比特錯(cuò)誤。但是，糾正這些錯(cuò)誤所需要的冗余比特?cái)?shù)將大大高于糾正單比特錯(cuò)誤的冗余比特?cái)?shù)。例如，為糾正兩比特錯(cuò)誤，必須將整個(gè)序列中任意兩個(gè)比特的組合情況考慮進(jìn)來。三比特錯(cuò)誤糾正就要考慮整個(gè)序列中的任意三比特組合 。 第 41頁 第三版 ) 第 3章 差錯(cuò)控制 數(shù)據(jù)通信中，在檢測出差錯(cuò)之后就需要對(duì)差錯(cuò)進(jìn)行控制，利用編碼方法進(jìn)行差錯(cuò)控制的方法基本上有兩類：自動(dòng)請(qǐng)求重發(fā) (前向糾錯(cuò) ( 第 42頁 第三版 ) 第 3章 1. 自動(dòng)重復(fù)請(qǐng)求 在數(shù)據(jù)鏈路層錯(cuò)誤糾正的實(shí)現(xiàn)是簡單的：在一次交互中出現(xiàn)任何一個(gè)錯(cuò)誤，一個(gè)否定應(yīng)答 被返回并且對(duì)應(yīng)的幀就被重新傳輸。這個(gè)過程被稱作自動(dòng)重復(fù)請(qǐng)求 ( 在數(shù)據(jù)鏈路層的錯(cuò)誤控制是基于自動(dòng)重復(fù)請(qǐng)求(，這意味著三種情況下的數(shù)據(jù)重傳：幀破壞，幀丟失，以及應(yīng)答幀丟失。 第 43頁 第三版 ) 第 3章 2. 停等自動(dòng)重復(fù)請(qǐng)求 停等自動(dòng)重復(fù)請(qǐng)求是包括了在丟失和損壞幀情形下，數(shù)據(jù)重傳的停等流量控制形式。為實(shí)現(xiàn)重傳，在基本流量控制機(jī)制上要增加四種特性。 第 44頁 第三版 ) 第 3章 3. 滑動(dòng)窗口自動(dòng)重復(fù)請(qǐng)求 在幾種常見的連續(xù)傳輸錯(cuò)誤控制機(jī)制中，有兩種協(xié)議是最常見的：回退 者都是基于滑動(dòng)窗口流量控制協(xié)議的。為擴(kuò)展滑動(dòng)窗口協(xié)議來解決丟失和損壞幀的重發(fā)問題，需要在基本的滑動(dòng)窗口流量控制上增加三種特性： 第 45頁 第三版 ) 第 3章 其一，在發(fā)送出去的幀被應(yīng)答消息確認(rèn)前保持它們所有的備份。 其二，除應(yīng)答幀 (，如果數(shù)據(jù)幀被破壞，接收方還可以選擇發(fā)送否定應(yīng)答幀 ( 其三，和停等 滑動(dòng)窗口自動(dòng)重復(fù)請(qǐng)求 (滑動(dòng)窗口 議中的發(fā)送設(shè)備具有一個(gè)定時(shí)器來使發(fā)送方能夠處理應(yīng)答消息丟失的情況。 第 46頁 第三版 ) 第 3章 第 47頁 主要內(nèi)容 數(shù)據(jù)鏈路層功能 數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議 面向字符的協(xié)議 面向比特的協(xié)議 本章小結(jié) 第三版 ) 第 3章 據(jù)鏈路層協(xié)議 數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議可以被細(xì)分為兩組：異步協(xié)議和同步協(xié)議。異步協(xié)議對(duì)于比特流中的每個(gè)字符都單獨(dú)處理。同步協(xié)議則將整個(gè)比特流當(dāng)作一個(gè)整體并將其切分成大小相等的一個(gè)個(gè)字符串。 在串行數(shù)據(jù)傳輸中，如果發(fā)送的數(shù)據(jù)可以被接收端立即打印顯示或存儲(chǔ)，就不需要流控制。但是如果兩端的操作存在速度的差異，就必須有流控措施 。 數(shù)據(jù)流匹配技術(shù)可以分為暫時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)法和數(shù)據(jù)流開關(guān)控制法兩大類。后者又可以進(jìn)一步分為 第 48頁 第三版 ) 第 3章 鏈路層同步協(xié)議可以分為面向字符（又稱面向字節(jié)）和面向比特兩種類型。 大多數(shù)字符協(xié)議的控制段位于幀內(nèi)不固定的位置，而比特協(xié)議的控制段通常都處于幀內(nèi)的固定位置。更重要的是，字符協(xié)議和所用的代碼有關(guān)，它用特定的代碼（ 決定控制段的含義。 比特協(xié)議對(duì)代碼是透明的，因?yàn)閷?duì)協(xié)議控制的解釋是基于比特，而不是依賴某種特別的代碼。 第 49頁 第三版 ) 第 3章 第 50頁 主要內(nèi)容 數(shù)據(jù)鏈路層功能 數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議 面向字符的協(xié)議 面向比特的協(xié)議 本章小結(jié) 第三版 ) 第 3章 向字符的協(xié)議 二進(jìn)制同步通信協(xié)議 二進(jìn)制同步傳輸協(xié)議（ 常用的面向字符的數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議，由 協(xié)議可以在點(diǎn)到點(diǎn)和多點(diǎn)線路配置中使用，支持采用停等 第 51頁 第三版 ) 第 3章 果一幀只能嚴(yán)格用于控制目的，就叫做控制幀。控制幀被用來在通信設(shè)備之間交換信息。 例如，建立初始連接，控制傳輸流，進(jìn)行錯(cuò)誤糾正請(qǐng)求，以及在會(huì)話結(jié)束時(shí)在設(shè)備之間斷開連接等等都需要用控制幀來交換信息。如果一幀有部份數(shù)據(jù)或全部是數(shù)據(jù)的話，它被稱為數(shù)據(jù)幀。數(shù)據(jù)幀被用來傳輸信息，但也可以包含可以應(yīng)用到該信息上的控制信息。 第 52頁 第三版 ) 第 3章 第 53頁 塊 校 驗(yàn) 計(jì) 數(shù) 域 ：一 個(gè) 字 節(jié) 的 L R C 碼或 兩 字 節(jié) 的 C R C 碼同步字符同步字符文本開始符文本結(jié)束符塊 校 驗(yàn)計(jì) 數(shù) 域數(shù) 據(jù)第三版 ) 第 3章 簡單數(shù)據(jù)幀的格式。幀開頭是一個(gè)或兩個(gè)同步字符 (這些字符通知接收方有新的幀到來并為接收方提供一種可以用來與發(fā)送設(shè)備進(jìn)行時(shí)鐘同步的比特模式。從附錄 以發(fā)現(xiàn) 010110。字節(jié)的前導(dǎo)比特 (第八位)常常用附加的 0填充。兩個(gè)同步字符在一起就如下： 0001011000010110。 第 54頁 第三版 ) 第 3章 在兩個(gè)同步字符之后是文本開始符 (這個(gè)字符通知接收方控制信息結(jié)束，下一字節(jié)將是數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)或文本可以由不同數(shù)目的字符組成。 一個(gè)文本結(jié)束符 (明了文本和進(jìn)一步的控制字符之間的轉(zhuǎn)換。最后，包含有用于錯(cuò)誤檢測的一個(gè)或兩個(gè)被稱作塊校驗(yàn)計(jì)數(shù)符 (字符。一個(gè) 是兩個(gè)字節(jié)的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼 ( 第 55頁 第三版 ) 第 3章 數(shù)據(jù)透明性 在 它涉及到兩種活動(dòng)：通過數(shù)據(jù)鏈路轉(zhuǎn)義符 (義透明文本區(qū)域以及在透明文本區(qū)域內(nèi)的 義透明區(qū)域，就需要在文本區(qū)域開始的 或是 前也插入一個(gè)轉(zhuǎn)義符 第 56頁 第三版 ) 第 3章 第一個(gè) 后一個(gè) 果透明區(qū)域內(nèi)含有一個(gè)作為文本的轉(zhuǎn)義符 么仍然會(huì)出現(xiàn)問題。在這種情況下，就在文本中的每個(gè) 第 57頁 第三版 ) 第 3章 字節(jié)填充 第 58頁 D L E 轉(zhuǎn) 義 符 開 始 和結(jié) 束 一 個(gè) 透 明 文 本 區(qū) 域 控 制 字 符可 以 當(dāng) 作 文 本 一 樣 使 用透 明 文 本第三版 ) 第 3章 第 59頁 主要內(nèi)容 數(shù)據(jù)鏈路層功能 數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議 面向字符的協(xié)議 面向比特的協(xié)議 本章小結(jié) 第三版 ) 第 3章 面向比特的協(xié)議 級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議 高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制 (由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織制定的 ,為支持在點(diǎn)到點(diǎn)和多點(diǎn)鏈路上的半雙工和全雙工通信而設(shè)計(jì)的，面向比特的有序鏈路級(jí)協(xié)議。 在 何必須在兩個(gè)站之間交換的控制信息都被放在傳送幀的特別段中。這些段相對(duì)幀的邊界有固定的位置。 第 60頁 第三版 ) 第 3章 站點(diǎn)，從站點(diǎn)，以及復(fù)合站點(diǎn)。 在 站點(diǎn)的功能與流量控制中主設(shè)備的功能是相同的。主站點(diǎn)是在點(diǎn)到點(diǎn)或多點(diǎn)線路配置中對(duì)鏈路具有完全控制的結(jié)點(diǎn)設(shè)備。主站點(diǎn)發(fā)送命令到從站點(diǎn)。主站點(diǎn)發(fā)布命令，從站點(diǎn)進(jìn)行響應(yīng)。一個(gè)復(fù)合站點(diǎn)既可以發(fā)命令也可以進(jìn)行響應(yīng)。復(fù)合站點(diǎn)是一組互相連接的對(duì)等站點(diǎn)中的一個(gè)，這些站點(diǎn)被安排來根據(jù)傳輸?shù)膶傩院头较虻牟煌凑罩髡军c(diǎn)或從站點(diǎn)方式工作。 第 61頁 第三版 ) 第 3章 2. 配置 配置這個(gè)詞是指鏈路上硬件設(shè)備的關(guān)系。設(shè)備可以按照主從方式或是對(duì)等方式組織。根據(jù)選擇的交互模式的不同，對(duì)等設(shè)備可以同時(shí)是主設(shè)備或是從設(shè)備。主站點(diǎn)、從站點(diǎn)以及復(fù)合站點(diǎn)可以以三種方式配置：非平衡式，對(duì)稱式，以及平衡式。任何一種配置都能夠支持半雙工和全雙工傳輸。 第 62頁 第三版 ) 第 3章 高級(jí)鏈路控制協(xié)議 (設(shè)備配置 第 63頁 主 站 點(diǎn)從 站 點(diǎn) 從 站 點(diǎn)響 應(yīng)響 應(yīng)主 站 點(diǎn)從 站 點(diǎn)命 令兩 個(gè)邏 輯 站 點(diǎn)主 站 點(diǎn)從 站 點(diǎn)兩 個(gè)邏 輯 站 點(diǎn)命 令響 應(yīng)命 令響 應(yīng)復(fù) 合 站 點(diǎn) 復(fù) 合 站 點(diǎn)命 令 / 相 應(yīng)命 令 / 相 應(yīng)一 個(gè)物 理 站 點(diǎn)非 平 衡 式對(duì) 稱 式平 衡 式第三版 ) 第 3章 3. 通信方式 種方式描述了由誰控制鏈路。通過非平衡配置進(jìn)行的交互總是采用正常應(yīng)答方式的。通過對(duì)稱和平衡配置進(jìn)行的交互可以通過為傳遞命令設(shè)計(jì)的幀 (在關(guān)于 設(shè)置成特定的方式。 常應(yīng)答方式 (異步應(yīng)答方式 (以及異步平衡方式 ( 第 64頁 第三版 ) 第 3章 第 65頁 正 常 應(yīng) 答 方 式主 站 點(diǎn) 和 從 站 點(diǎn)異 常 應(yīng) 答 方 式主 站 點(diǎn) 和 從 站 點(diǎn)異 步 平 衡 方 式復(fù) 合 站 點(diǎn)站 點(diǎn) 類 型兩 者 之 一主 站 點(diǎn) 任 何 一 個(gè)發(fā) 起 者第三版 ) 第 3章 格式 為了提供必要的靈活性來支持上述在通信方式和配置上的所有可能的選擇， 息幀 (，監(jiān)管幀 (，以及無序號(hào)幀 (。 第 66頁 第三版 ) 第 3章 第 67頁 標(biāo) 志 地 址 控 制 信 息幀 校 驗(yàn)序 列 F C 標(biāo) 志 地 址 控 制幀 校 驗(yàn)序 列 F C 標(biāo) 志 地 址 控 制 信 息幀 校 驗(yàn)序 列 F C 監(jiān) 管 幀信 息 幀無 序 號(hào) 幀管 理 網(wǎng) 絡(luò) 信 息 可 有 可 無第三版 ) 第 3章 在 個(gè)開始標(biāo)志域，一個(gè)地址域，一個(gè)控制域，一個(gè)信息域，一個(gè)幀校驗(yàn)序列 (，以及一個(gè)結(jié)束標(biāo)志域。在多幀傳輸中，一幀的結(jié)束標(biāo)志可能同時(shí)表示下一幀的開始標(biāo)志。 第 68頁 第三版 ) 第 3章 1. 標(biāo)志域 1111110的八比特序列，是表明幀的開始和結(jié)束并且為接收方當(dāng)作同步模式服務(wù)的。如圖 4幀中兩個(gè)標(biāo)志域的位置。 第 69頁 第三版 ) 第 3章 第 70頁 地 址 控 制 信 息 F C 0 1 1 1 1 1 1 0標(biāo) 志0 1 1 1 1 1 1 0第三版 ) 第 3章 2. 地址域 在 或者是以從站點(diǎn)方式運(yùn)行的復(fù)合站點(diǎn) )。 如果地址域只有一字節(jié)，最后一比特總是 1。如果地址域有多個(gè)字節(jié)，除最后一字節(jié)外其他所有字節(jié)都要以 0結(jié)尾，只有最后一字節(jié)以 1結(jié)尾。以 0結(jié)束每個(gè)中間字節(jié)向接收方指明了還有更多多的后續(xù)地址字節(jié)。 第 71頁 第三版 ) 第 3章 第 72頁 標(biāo) 志 地 址 控 制 信 息幀 校 驗(yàn)序 列 F C 地 址 域 占單 個(gè) 字 節(jié) 或 多 字 節(jié)0 0 11第三版 ) 第 3章 3. 控制域 控制域是幀中一個(gè)字節(jié)或兩個(gè)字節(jié)的分段，是用來進(jìn)行流量管理的。此處將只限于討論一字節(jié)的情況。兩字節(jié)情況是類似的。 根據(jù)幀類型不同，控制域也不同。如果控制域的第一個(gè)比特是 0，該幀就是一個(gè)信息幀 (1 幀 )。如果第一個(gè)比特是 1而且第二個(gè)比特是 0，就是一個(gè)監(jiān)管幀 (。如果第一和第二個(gè)比特都是 1，則意味著一個(gè)無序號(hào)幀 (。所有這三種類型的幀的控制域都包含一個(gè)查詢 /結(jié)束（ P/F）位。 第 73頁 第三版 ) 第 3章 第 74頁 標(biāo) 志 地 址 控 制 信 息幀 校 驗(yàn)序 列 F C P / 幀N ( S )無 序 號(hào) 幀監(jiān) 管 幀N ( R )N ( R )C o d eC o d e C o d R )N ( S )C o d / 結(jié) 束 位發(fā) 送 幀 的 序 號(hào)期 待 的 下 1 幀 序 號(hào)監(jiān) 管 或 無 序 號(hào) 幀 的編 碼第三版 ) 第 3章 P/當(dāng)該位被設(shè)置 (比特值為 1)時(shí)才是有意義的，意味著查詢或結(jié)束。當(dāng)幀是從主站點(diǎn)發(fā)送到從站點(diǎn)時(shí) (當(dāng)?shù)刂酚蚝薪邮辗降刂窌r(shí) )它意味著查詢。當(dāng)幀是從從站點(diǎn)發(fā)送到主站點(diǎn)時(shí) (當(dāng)?shù)刂酚蚝邪l(fā)送方地址時(shí) )它意味著結(jié)束。 第 75頁 第三版 ) 第 3章 4. 信息域 在 息域包含了用戶數(shù)據(jù)；在 的長度可以因網(wǎng)絡(luò)而不同，但是在每一具體網(wǎng)絡(luò)中總是固定的。一個(gè) 第 76頁 第三版 ) 第 3章 5. 幀校驗(yàn)序列 ( 幀校驗(yàn)序列 ( 含有一個(gè)兩字節(jié)或四字節(jié)的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼( 第 77頁 第三版 ) 第 3章 關(guān)于幀的其他內(nèi)容 1. 每一幀都給接收方帶去了消息。這些消息是建立在 一個(gè) 。總共有四種 收方就緒 (接收方未就緒 (拒絕(以及選擇 。 第 78頁 第三版 ) 第 3章 幀控制域 第 79頁 標(biāo) 志 地 址 控 制 信 息幀 校 驗(yàn)序 列 F C P / 幀N ( R )編 碼S R E 接 收 方 就 緒接 收 方 未 就 緒拒 絕選 擇 拒 絕1 10 10 01 0編 碼 命 令第三版 ) 第 3章 式設(shè)置，無序號(hào)交互，斷開連接，啟動(dòng)，以及混雜形式， 第 80頁 第三版 ) 第 3章 前有幾種 果一個(gè) 們就稱該 非平衡的通用響應(yīng)方式 ( 非平衡的異步響應(yīng)方式 ( 平衡異步方式 ( 第 81頁 第三版 ) 第 3章 第 82頁 主要內(nèi)容 數(shù)據(jù)鏈路層功能 數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議 面向字符的協(xié)議 面向比特的協(xié)議 本章小結(jié) 第三版 ) 第 3章 1 協(xié)議曾經(jīng)在 通過在被發(fā)送 0從而形成一個(gè)簡單的 后該幀會(huì)被傳送到物理層進(jìn)行發(fā)送。 第 83頁 第三版 ) 第 3章 2 供了一種在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的鏈路上封裝多協(xié)議數(shù)據(jù)報(bào)的標(biāo)準(zhǔn)方法。它不僅能支持 步或異步物理層的傳輸；網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的復(fù)用；鏈路的配置、質(zhì)量檢測和糾錯(cuò)；而且還支持多種配置參數(shù)選項(xiàng)的協(xié)商。 路控制協(xié)議、 第 84頁 第三版 ) 第 3章 圖所示 第 85頁 第三版 ) 第 3章 第 86頁 F 域 / 數(shù) 據(jù) 域7 EF l a 0 3協(xié) 議 棧C R C 7