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1、 1 ,信息：物理世界在人们的头脑的反映；,传输：乙地再现了甲地的信息或数据；,正确：1、寻址正确；2、数据没有错误； （无乱序、无差错、无丢失）,计算机网络,数据：用来表示信息的二进制数串；,计算机网络,上次课我们重点讲了什么？,帧,为什么要引入帧？,第 2 章 数据链路层,A,C,D,E,X,Y,Z,分组数据加上 头尾标识及地址等 的信息后的新分组: s E abcdefe 和 s D abcdefe,帧,头 标 识,目 的 地 址,源 地 址,其 它 信 息,尾 标 识, 4 ,数据链路层的实例,第 2 章 数据链路层,第 2 章 数据链路层,A,C,D,E,X,Y,Z,头 标 识,目
2、的 地 址,源 地 址,其 它 信 息,尾 标 识,帧解决了什么问题？,1、数据混乱；（不同数据源分组的混乱）,2、数据寻址； （不同数据目的分组的转发和接收）,信号干扰,Y收到的数据是错误的，Y怎么知道？Y继续转发？,3、数据差错检查；,第 2 章 数据链路层,A,C,D,E,X,Y,Z,什么数据差错？,X发送 10100,信号干扰,Y收到 11100,Y怎么知道是错的？,X发送 10100时增加冗余数据,Y收到 数据和冗余数据 一起判断数据正确否！,第 2 章 数据链路层,A,C,D,E,X,Y,Z,信号干扰,偶校验-保持1的个数是偶数个,位 0 1 2 3 4 5 6 7 字节1 0 1
3、 0 1 1 1 0 1 字节2 0 0 1 1 0 0 1 1 字节3 0 0 0 0 0 0 0 0 字节4 1 1 1 1 1 1 1 1,第8位偶校验 1 0 0 0,位 0 1 2 3 4 5 6 7 字节1 0 1 0 1 1 1 0 1 字节2 0 0 1 1 0 0 1 1 字节3 0 0 0 0 0 0 0 0 字节4 1 1 1 1 1 1 1 1,偶校验 1 0 0 0,要发送的数据,增加冗余位,可以“认为”没有错误,接收到的数据和冗余位,第 2 章 数据链路层,A,C,D,E,X,Y,Z,信号干扰,偶校验-保持1的个数是偶数个,位 0 1 2 3 4 5 6 7 字节1
4、 0 1 0 1 1 1 0 1 字节2 0 0 1 1 0 0 1 1 字节3 0 0 0 0 0 0 0 0 字节4 1 1 1 1 1 1 1 1,第8位偶校验 1 0 0 0,位 0 1 2 3 4 5 6 7 字节1 0 1 0 1 1 1 0 1 字节2 0 0 1 0 0 0 1 1 字节3 0 0 0 0 0 0 0 0 字节4 1 1 1 1 1 1 1 1,偶校验 0 0 0 0,要发送的数据,增加冗余位,可以“认为”字节1和字节2有错误,接收到的数据和冗余位,第 2 章 数据链路层,A,C,D,E,X,Y,Z,信号干扰,偶校验-保持1的个数是偶数个,位 0 1 2 3 4
5、 5 6 7 字节1 0 1 0 1 1 1 0 1 字节2 0 0 1 1 0 0 1 1 字节3 0 0 0 0 0 0 0 0 字节4 1 1 1 1 1 1 1 1,第8位偶校验 1 0 0 0,要发送的数据,增加冗余位,也“认为”字节1是正确的,接收到的数据和冗余位,位 0 1 2 3 4 5 6 7 字节1 0 1 0 0 0 1 0 1 字节2 0 0 1 1 0 0 1 1 字节3 0 0 0 0 0 0 0 0 字节4 1 1 1 1 1 1 1 1,偶校验 1 0 0 0,奇偶校验只能找1位或奇数位的错误,第 2 章 数据链路层,A,C,D,E,X,Y,Z,头 标 识,目
6、的 地 址,源 地 址,其 它 信 息,尾 标 识,帧解决了什么问题？,1、数据混乱；（不同数据源分组的混乱）,2、数据寻址； （不同数据目的分组的转发和接收）,信号干扰,Y收到的数据是错误的，Y怎么知道？Y继续转发？,3、数据差错检查；,冗 余 数 据,帧里放冗余数据的域 称为FCS,第 2 章 数据链路层,奇偶校验可靠性太差，适合于短距离且可靠的链路,CRC,第 2 章 数据链路层,差错控制： 1、错误检查是发现传输的数据是否正确； 2、错误纠错是改正错误的数据； 3、错误纠错的方法是自动请求重发ARQ 和前向纠错FEC。,ISO希望链路层能完成差错控制，但是现在实际的网络几乎不做！,以上
7、我们讲的是比特差错！,第 2 章 数据链路层,A,C,D,E,X,Y,Z,数据差错检查和纠错在哪里做？,信号干扰,数据的收发终端来做。,为什么呢？,链路的抗干扰能力很强了；,交换机等尽量快速转发。,Y收到的数据是错误的，Y怎么知道？Y继续转发？,第 2 章 数据链路层,今天我们来了解2种类型的链路,一条链路只有2站,一条链路多个站共享,点到点链路,多路访问链路,第 2 章 数据链路层,分别用什么链路层（协议）？,一条链路只有2站,一条链路多个站共享,点到点链路,多路访问链路,PPP,以太网,PPP帧简介,第 2 章 数据链路层,第 2 章 数据链路层,PPP在什么地方用？,骨干网 城市之间 国
8、家之间 小区之间,ADSL用户拨号入网,路由器,调制解调器,因特网服务提供者(ISP),至 因 特 网,用户家庭,用户家庭,用户家庭,用户家庭,PPP在什么地方用？,接入网 用户和运营商之间,第 2 章 数据链路层,ppp,检查物理线路是否存在,通信链路的建立,合法用户鉴别,PPP的作用？,获得网络地址或其它,双向传输IP数据,物理线路的释放,LCP,NCP,PPP 协议的帧格式,1,1,1,字节,1,2,PPP的报文格式,帧识别图案 01111110,地址，固定FF,控制位，固定03,协议：指示了信息部分的数据类型,冗余码放置域,帧尾图案 01111110,PPP 协议的帧格式,PPP 有一
9、个 2 个字节的协议字段 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） 。,载荷数据,1,2,1,1,字节,1,2,不超过 1500 字节,PPP 帧,先发送,7E,FF,03,F,A,C,FCS,F,7E,协议,信 息 部 分,首部,尾部,PPP的报文格式,PPP 协议的帧格式,PPP 有一个 2 个字节的协议字段 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（
10、LCP）。 若为 0x8021，则表示这是网络控制数据（NCP） 。,IP 数据报,1,2,1,1,字节,1,2,不超过 1500 字节,PPP 帧,先发送,7E,FF,03,F,A,C,FCS,F,7E,0x0021,信 息 部 分,首部,尾部,PPP的报文格式,PPP 协议的帧格式,PPP 有一个 2 个字节的协议字段 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） 。,LCP 数据,1,2,1,1,字节,1,2,不超过 1500 字节,PPP
11、 帧,先发送,7E,FF,03,F,A,C,FCS,F,7E,0xC021,信 息 部 分,首部,尾部,PPP的报文格式,PPP 协议的帧格式,PPP 有一个 2 个字节的协议字段 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） 。,NCP 数据,1,2,1,1,字节,1,2,不超过 1500 字节,PPP 帧,先发送,7E,FF,03,F,A,C,FCS,F,7E,0x8021,信 息 部 分,首部,尾部,PPP的报文格式,透明传输问题 零比特的
12、填充与删除,数据中某一段比特组合恰好 出现和 F 字段一样的情况,0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0,会被误认为是 F 字段,发送端在 5 个连 1 之后 填入 0 比特再发送出去,填入 0 比特,0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0,在接收端将 5 个连 1 之后 的 0 比特删除，恢复原样,在此位置删除填入的 0 比特,0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0,字符填充法,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
13、字节, 则将其转变成为 2 字节序列(0x7D, 0x5D)。 若信息字段中出现 ASCII 码的控制字符（即数值小于 0x20 的字符），则在该字符前面要加入一个 0x7D 字节，同时将该字符的编码加以改变。,以太网 CSMA/CD,第 2 章 数据链路层,CSMA/CD 协议,最初的以太网是将许多计算机都连接到一根总线上。当初认为这样的连接方法既简单又可靠。,B向 D 发送数据,C,D,A,E,不接受,不接受,不接受,接受,B,只有 D 接受 B 发送的数据,这是因为这个帧的目的地址是D的,具有广播特性的总线上实现了一对一的通信：单播传输,采用广播技术实现单播传输,B和E差不多“同时”发送
14、数据帧，又如何？,B向 D 发送数据,C,D,A,E,B,因为信号相互干扰，帧被破坏！,A和D都收不到了！,E向A 发送数据,这个现象叫碰撞 冲突,1、怎么避免碰撞？,2、真发生碰撞了，怎么办？,*,CSMA/CD 协议,1、监听没有其他站在发送，怎么做？,C,D,A,E,B,2、监听有其他站正在发送，怎么做？,3、检测到碰撞，怎么做？,4、没有检测到碰撞，怎么做？,立即发送,继续监听,立即停止,数据帧正确,5、碰撞后立即停止，之后怎么做？,等待一段时间， 再从监听开始,6、等待多久？,CSMA/CD 协议,6、等待多久？,C,D,A,E,B,7、为什么要随机时间？,8、监听总线没有信号，就一
15、定不碰撞吗？,随机时间,避免再次碰撞,CSMA/CD 协议,1、在哪里载波监听？,C,D,A,E,B,2、哪里发出来的载波？,3、所有站传播载波到接收站的时间都一样吗？,在站的网卡接口,所有站都有可能,不一样，和距离有关,CSMA/CD 协议,C,D,A,E,B,4、如载波监听空闲，还会碰撞吗？,可能会,5、什么时间后能发现碰撞？,碰撞后的杂乱信号回来,6、最长多久能发现碰撞？,当碰撞地点在最远端时,7、需要多久才可靠地发现没有碰撞？,最远端的2个站往返时间,CSMA/CD 协议,1、电磁波在电缆中的传输速度是多少？,C,D,A,E,B,2、1KM传播延时是多少？,3、 是什么概念？,4、2 是什么概念？,18万至20万KM之间,5 s(1KM/20万KM),最远端的传播延时,争用期、碰撞窗口,5、以太定义争用期为51.2 s，多长？,约5KM(1KM的十倍),6、发送速率是10Mb/s， 51.2 s发多少字节？,64字节（512位）,CSMA/CD 协议,1、再发 如何再发？ 2、随机等待一段时间后再监听和再发； 3、如
