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1、计算机网络 (第4版) 吴功宜 吴英 编著,普通高等教育精品教材 普通高等教育“十二五”国家级规划教材,第3章 数据链路层,计算机网络（第4版）第3章 数据链路层,本章学习要求： 理解：数据传输过程中差错产生的原因与 性质 掌握：误码率的定义与差错控制方法 掌握：数据链路层的基本概念 了解：数据链路层协议的分类方法 掌握：典型的数据链路层协议HDLC与 PPP协议,计算机网络（第4版）第3章 数据链路层,3,本章知识点结构,计算机网络（第4版）第3章 数据链路层,4,3.1 差错产生与差错控制方法,3.1.1 设计数据链路层的原因 物理线路由传输介质与通信设备组成。 设计数据链路层的主要目的是
2、在有差错的物理线路的基础上，采取差错检测、差错控制与流量控制等方法，将有差错的物理线路改进成无差错的数据链路，向网络层提供高质量的数据传输服务。 从参考模型的角度来看，物理层以上的各层都有改善数据传输质量的责任，数据链路层是最重要的一层。,计算机网络（第4版）第3章 数据链路层,5,3.1.2 差错产生的原因和差错类型,计算机网络（第4版）第3章 数据链路层,6,3.1.3 误码率的定义,误码率是指二进制比特在数据传输系统中被传错的概率，它在数值上近似等于： Pe = Ne/N 其中：N为传输的二进制比特总数，Ne为被传错的比特数。 误码率是衡量数据传输系统正常工作状态下传输可靠性的参数。 数
3、据在物理线路中传输过程中一定会因为噪声、干扰等原因出现错误，传输错误是正常且不可避免的，但是一定要控制在一个允许的范围内。,计算机网络（第4版）第3章 数据链路层,7,3.1.4 检错码与纠错码,纠错码为每个传输单元加上足够多的冗余信息，以便接收端能够发现，并能够自动纠正传输差错。 检错码为每个传输单元加上一定的冗余信息，接收端可以根据这些冗余信息发现传输差错，但是不能确定是哪一位或哪些位出错，并且自己不能够自动纠正传输差错。,计算机网络（第4版）第3章 数据链路层,8,3.1.5 循环冗余编码工作原理,计算机网络（第4版）第3章 数据链路层,9,3.1.6 差错控制机制,计算机网络（第4版）
4、第3章 数据链路层,10,3.2 数据链路层的基本概念,3.2.1 物理线路与数据链路,计算机网络（第4版）第3章 数据链路层,11,3.2.2 数据链路层的主要功能,链路管理 帧同步 流量控制 差错控制 透明传输 寻址,计算机网络（第4版）第3章 数据链路层,12,3.2.3 数据链路层与网络层、物理层,1. 数据链路层与网络层的关系,计算机网络（第4版）第3章 数据链路层,13,2.数据链路层与物理层的关系,计算机网络（第4版）第3章 数据链路层,14,3.3 数据链路层协议的演变与发展 3.3.1 面向字符型数据链路层协议的特点 1.控制字符编码规则,表3-1 部分控制字符意义及编码,计
5、算机网络（第4版）第3章 数据链路层,15,所示。,2. 数据链路层协议工作阶段划分,计算机网络（第4版）第3章 数据链路层,16,所示。,3.帧封装,计算机网络（第4版）第3章 数据链路层,17,4.数据传输的透明性问题,计算机网络（第4版）第3章 数据链路层,18,所示。,3.3.2 面向比特型数据链路层协议的特点 1.数据链路的配置方式和数据传送方式,（1）数据链路配置 基本配置方式：非平衡配置与平衡配置 非平衡配置结构分为：点点连接和点多点连接 非平衡配置可以有两种数据传送方式：正常响应模式与异步响应模式 （2）数据传输方式 非平衡配置可以有两种数据传送方式：正常响应模式与异步响应模式
6、 在正常响应模式中，主站可以随时向从站传输数据帧。从站只有在主站向它发送命令帧探询，从站响应后才可以向主站发送数据帧 在异步响应模式中，主站和从站可以随时相互传输数据帧。从站不需要等待主站发出探询就可以发送数据帧。但是，主站仍然负责数据链路的初始化、链路的建立、释放与差错控制等功能,计算机网络（第4版）第3章 数据链路层,19,2. HDLC帧结构,计算机网络（第4版）第3章 数据链路层,20,3.数据传输透明性问题,0比特插入/删除方法,计算机网络（第4版）第3章 数据链路层,21,3.4 PPP协议,3.4.1 PPP协议的主要特点 设计PPP协议的目标是：简洁、高效与兼容,计算机网络（第
7、4版）第3章 数据链路层,22,PPP协议的主要特点： 在物理层支持点-点线路连接、全双工通信，支持异步通信或同步通信 PPP协议只实现帧封装、传输、拆帧与校验功能；不使用帧序号，不提供流量控制功能 随着通信线路质量的提高与光纤的广泛应用，物理层误码率明显降低。同时TCP/IP协议中，TCP协议已经采取了一系列差错控制措施，因此简化数据链路层功能已经具备条件 PPP协议只要求接收端进行CRC校验；判断帧传输正确则接收该帧；如果CRC校验发现错误，则丢弃该帧,计算机网络第4章 数据链路层,23,理解PPP协议的特点还需要注意一下几个问题：,PPP数据链路协议与网络层协议的关系 为了使PPP协议能
8、够适应IP与IPX及其他网络层协议，PPP协议除了 设计了链路控制协议LCP，增加了网络控制协议NCP；随着IP协议 的广泛应用，网络控制协议NCP就显得不重要了，简化PPP协议编程 提供了条件 PPP数据链路协议与Ethernet网的关系 随着宽带接入的主机越来越多地使用Ethernet协议，1999年公布了 “运行在Ethernet上PPP协议”PPPoE协议；PPPoE是将PPP帧封 装在Ethernet帧中，使得多个PPP用户可以共享一条高带宽的Ethernet 链路；目前ADSL、Cable Modem、光纤FTTx宽带接入都使用PPPoE 方式,计算机网络（第4版）第3章 数据链路
9、层,24,所示。,3.4.2 PPP协议帧结构,协议（protocol）字段值： 0x0021表示PPP帧的信息字段是IP分组数据。 0xC021表示信息字段是PPP协议的LCP数据帧。 0x8021表示信息字段是PPP帧的NCP数据帧。,计算机网络（第4版）第3章 数据链路层,25,3.4.3PPP协议 工作过程,计算机网络（第4版）第3章 数据链路层,26,LCP帧的格式,认证过程,计算机网络（第4版）第3章 数据链路层,27,小结,物理传输线路上传输信号是由差错的，数据链路层是将一条有差错的物理线路 变为无差错的数据链路 数据链路层必须实现链路管理、帧传输、流量控制、差错控制等功能 差错控制是检测并纠正数据传输差错。最常用的检测方法是循环冗余编码CRC方法 面向比特型数据链路层协议HDLC数据传输单元是帧，帧具有固定的结构 PPP协议不仅应用于拨号电话线，并且在路由器-路由器之间的专用线路上也都广泛地使用。PPP协议既支持异步传输链路，也支持同步传输链路,计算机网络（第4版）第3章 数据链路层,28,所示。,
