1、工業(yè)通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù),差錯控制、流量控制和高級數(shù)據(jù)鏈路控制,數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議 流量控制 調(diào)整數(shù)據(jù)流，防止緩存溢出 差錯檢測 差錯控制 對損壞幀重傳,數(shù)據(jù)鏈路層功能,向網(wǎng)絡(luò)層提供服務(wù)接口 組幀、幀同步 差錯控制：糾正傳輸比特差錯 流量控制：調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)流量 發(fā)送站發(fā)送幀的速度=接受站接納這些幀的速度 尋址 多點線路，指明站點身份 鏈路支持自身的控制：控制信息和數(shù)據(jù)在同一鏈路上 鏈路管理：管理數(shù)據(jù)交換的初始化、維持以及終止等工作,1.流量控制,確保發(fā)送實體發(fā)送的數(shù)據(jù)不會超出接收實體接收數(shù)據(jù)能力的一種技術(shù) 防止緩存溢出 傳輸時間Transmission time 一個幀的所有比特送到媒體上所花的時間 傳播

2、時間Propagation time 一個比特經(jīng)過鏈路從源點到終點所花的時間,幀傳輸模型,傳播時延,傳輸時延,傳輸時間（傳輸時延） tframe 將一幀所有比特發(fā)送到傳輸媒體所花的時間 與幀的長度成正比 傳輸時間 = L / R L=以比特為單位的幀長度 傳播時間(傳播時延) tprop 一個比特通過鏈路的時間 傳播時間 = d / V d=以米為單位的鏈路距離 V=以m/s 為單位的傳播速度,傳輸時間與傳播時間,1.1 停止等待流量控制,源實體傳輸一個幀 目的實體收到幀并發(fā)送確認(rèn) 下個幀發(fā)送前等待確認(rèn) 目的實體可以通過不發(fā)送確認(rèn)而停止數(shù)據(jù)流 如果一個報文通過少量但比較長的幀來發(fā)送，那么這個過

3、程很難再完善。 在一個報文使用多個幀傳送時，停止等待過程顯得不太合適，因為一次只能夠傳送一個幀。,Frame,Ack,Src,Destn,Src,Destn,傳播時延 傳輸時延,傳輸時延 傳播時延,大數(shù)據(jù)塊分割成小數(shù)據(jù)塊,緩存空間限制 及早發(fā)現(xiàn)傳輸錯誤 差錯發(fā)生，重傳的數(shù)據(jù)量也少 阻止一個站點長時間占用傳輸媒體,停止等待方式的鏈路利用率,鏈路的比特長度：當(dāng)比特流完全占滿整個鏈路時，鏈路上的比特數(shù)量 B= R(d/v)R:bps; d:m 非導(dǎo)向媒體：v=3x108 m/s 導(dǎo)向媒體： v=2x108 m/s 傳送數(shù)據(jù)的總時間 T=nTF =n(tframe+ 2tprop) TF=tprop+

4、 tframe+ tproc+ tprop+ tack+ tproc 線路利用率或者效率 U=ntframe/n(tframe+2tprop)=tframe/(tframe+2tprop)=1/(1+2a) a= tprop/tframe 傳輸時間歸一化 傳播時延表示為變量 a,a的另一個表達(dá)式 當(dāng) a1時, 皆有: 總時間T=1+2a U=1/(1+2a) 例1: 求 ATM的鏈路利用率 L=424bits, d=1000km, R=155.52Mbps 例2:求LAN的鏈路利用率 L=1000bits, d=0.1km10km, R=10Mbps1Gbps 例3:求撥號數(shù)據(jù)鏈路利用率 L=

5、1000bits, d=5000km, R=56Kbps,1.2 滑動窗口流量控制,允許多個幀傳送 接收器分配W個幀的緩存 發(fā)送器可以在沒有確認(rèn)的情況下發(fā)送W個幀 每個幀都有序號標(biāo)識 ACK 包括下個希望接收的幀序號 序號大小是受限的 K比特長的字段，模編號為 2k，窗口大小為2k -1,發(fā)送方滑動窗口,當(dāng)發(fā)送出數(shù)據(jù)時，滑動窗口從左邊開始收縮； 當(dāng)收到確認(rèn)時，滑動窗口向右擴展,接收方滑動窗口,當(dāng)接收到數(shù)據(jù)時，滑動窗口從左邊開始收縮； 當(dāng)發(fā)送確認(rèn)時，滑動窗口向右擴展,滑動窗口例1：,序號字段3比特，窗口大小 7,例2：,滑動窗口的改進,接收方可以通過不允許繼續(xù)發(fā)送(Receive Not Rea

6、dy) 來對幀進行確認(rèn) 站點必須發(fā)送一個正常的確認(rèn)幀來重新啟動滑動窗口 如雙向發(fā)送，使用 piggybacking (捎帶確認(rèn)) 數(shù)據(jù)幀：幀序號、確認(rèn)序號 如果無數(shù)據(jù)發(fā)送，使用確認(rèn)幀 如果只送數(shù)據(jù)而不需發(fā)送確認(rèn)，則重送上一個確認(rèn)編號,2.差錯控制,檢測和糾正幀傳輸過程中出現(xiàn)的差錯 丟失的幀 損壞的幀 差錯控制技術(shù)： 差錯檢測 肯定確認(rèn) 超時重傳 否認(rèn)與重傳,ARQ ( Automatic Repeat Request ) 自動重傳請求,停止等待 ARQ（stop-and-wait ARQ） 返回 N ARQ（go-back-N ARQ） 選擇拒絕 ARQ（selective-reject AR

7、Q）,2.1停止等待ARQ,源點發(fā)送一個幀 等待 ACK 收到損壞的幀，丟棄它 發(fā)送器超時 沒有收到確認(rèn), 重傳 確認(rèn)損壞，發(fā)送器無法辨認(rèn) 重傳 接收到兩個互為副本的幀 使用 ACK0 和 ACK1,發(fā)送方保留幀的副本,停止等待ARQ 優(yōu)勢和不足,簡單 低效率,2.2返回 N ARQ,基于滑動窗口流量控制 沒有收到確認(rèn)幀的最大數(shù)目取決于窗口大小 無差錯，終點肯定確認(rèn)接收到的幀 有差錯，發(fā)送一個否認(rèn) 放棄這個幀及之后的所有幀 發(fā)送器必須重傳有差錯的幀及后面所有的幀,返回N ARQ：損壞的幀,接收器檢測到第i個幀出錯 發(fā)送否認(rèn)i 發(fā)送器得到否認(rèn)i 發(fā)送器重傳幀i以及 后面所有的幀,Frame,RR

8、,Src,Destn,Damaged,REJ,Retransmit,i,i,i+3,Back,返回N ARQ：丟失的幀（1）,幀i丟失 發(fā)送器發(fā)送i1 接收器收到i1發(fā)現(xiàn)次序不對 發(fā)送一個拒絕i 發(fā)送器重新回到幀i并重傳,Frame,RR,Destn,Damaged,REJ,Retransmit,Src,返回N ARQ：丟失的幀（2）,幀 i 丟失并且沒有發(fā)送 接收器沒接受到任何幀并且不返回RR或REJ 發(fā)送器超時，傳輸一個RR幀，包含一個被置為1的P比特的比特 接收器將這個比特解釋為命令，該命令要求接收器發(fā)送一個RR響應(yīng)，表明自己希望接受到下個幀，即幀i 發(fā)送器重傳幀i,返回N ARQ：損壞

9、的RR,接收器收到 i 并發(fā)送RR (i+1) ，它在傳輸中丟失 確認(rèn)是累積的, 下一個RR (i+n) 可能在幀 i 超時前到達(dá) 發(fā)送器超時，傳輸一個RR，并設(shè)置一個P比特計時器 在啟動復(fù)位過程 前這個過程將重復(fù)數(shù)次,發(fā)送器發(fā)送新的RR，啟動P比特計時器,返回N ARQ：損壞的REJ,如同前面的損壞的幀,返回N ARQ,超時,2.3 選擇拒絕 ARQ（1）,也叫選擇重傳 只有拒絕的幀或超時的幀被重傳 重傳幀的數(shù)量降低到了最小 接收器必須維護一個足夠大的緩存，以便保存拒絕幀后收到的幀 發(fā)送方也需要具有能夠發(fā)送失序幀的更為復(fù)雜的邏輯,選擇拒絕 ARQ（2）,接受者 緩存,接受窗口滑動到可接受幀7

10、，0，1，2，3，4，5,B認(rèn)為丟失的是幀7，接受到的是新的幀0,累計確認(rèn),3.高級數(shù)據(jù)鏈路控制（HDLC） 3.1基本特點,站點類型,主站 控制鏈路操作 發(fā)出的幀稱為命令 為鏈路上的每個從站維護獨立的邏輯鏈路 從站 主站的控制下操作 發(fā)出的幀稱為響應(yīng) 混合站 發(fā)出的幀可以是命令或者是響應(yīng),鏈路設(shè)置,非平衡設(shè)置 一個主站和一個或多個從站 支持全雙工或半雙工傳輸 平衡設(shè)置 兩個混合站組成 支持全雙工或半雙工傳輸,數(shù)據(jù)傳送方式,正常響應(yīng)方式 (NRM) 非平衡設(shè)置 主站初始化到從站的數(shù)據(jù)傳送 從站通過傳輸數(shù)據(jù)來響應(yīng)主站的命令 用于多點線路 多個終端連接到一個主計算機上 終端作為從站,異步平衡方式(

11、ABM) 平衡設(shè)置 兩個混合站都能夠初始化數(shù)據(jù)傳輸，不需要得到許可 使用最廣泛 沒有用于輪詢的額外開銷,異步響應(yīng)方式(ARM) 非平衡設(shè)置 主站沒有明確允許，從站能夠初始化傳輸 主站對線路全權(quán)負(fù)責(zé) ARM很少被使用,3.2幀結(jié)構(gòu),同步傳輸 所有傳輸以幀的形式 獨立的幀格式能夠完全滿足各種類型的數(shù)據(jù)和控制交換 幀格式,標(biāo)志字段,在幀的兩端起定界作用 01111110模式 一個幀的結(jié)束標(biāo)志，也是起始標(biāo)志 接收方搜索標(biāo)志序列用于幀起始同步 比特填充用于避免和包含 011111（0）10的數(shù)據(jù)混淆 出現(xiàn)5個1插入一個附加0 有5個1的模式出現(xiàn)，檢查下個比特 如果是0，則刪除 如果是1且第7個比特是0，

12、組合被認(rèn)為是標(biāo)志字段 如果后面兩個比特都是1, 發(fā)送方指明異常中止,比特填充,一個幀被分成兩個幀,兩個幀合并成一個幀,地址字段,標(biāo)識了傳輸該幀或準(zhǔn)備接收這個幀的從站 通常為8比特 可以使用擴展格式，長度是7比特的倍數(shù) 每個八位組的最低位是1或0取決于它是不是字段的最后一個八位組 八位組地址11111111，讓主站廣播幀，所有從站都能接收到,控制字段,不同幀類型的幀不同 幀類型有: 信息幀 向用戶傳輸?shù)臄?shù)據(jù) 在信息幀中捎帶了流量控制和差錯控制數(shù)據(jù) 監(jiān)控幀 未使用捎帶時提供了ARQ機制 無編號幀 提供增補的鏈路控制 字段中前一位或兩位用做幀類型的標(biāo)識,控制字段格式,輪詢/結(jié)束比特,應(yīng)用與環(huán)境有關(guān) 命令幀 P 比特 1 是向?qū)Φ葘嶓w請求（輪詢）響應(yīng)幀 響應(yīng)幀 F 比特 1 表示發(fā)送的響應(yīng)幀是一個請求命令的結(jié)果,信息字段,只有信息幀和無編號幀 必須有整數(shù)個八位組成 長度可變,FCS,幀檢驗序列 差錯檢測碼 16比特的 CRC 32比特的 CRC,HDLC的操作