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1、工业通信与网络技术 差错控制、流量控制和高级数据链路控制 数据链路控制协议u流量控制 调调整数据流，防止缓缓存溢出u差错检测错检测u差错错控制 对损对损 坏帧帧重传传数据链路层功能向网络层提供服务接口 组帧、帧同步 差错控制：纠正传输比特差错 流量控制：调节数据流量 u发发送站发发送帧帧的速度 传输时延传输时延 传播时延大数据块分割成小数据块u缓存空间限制 u及早发现传输错误 差错发错发 生，重传传的数据量也少 u阻止一个站点长时间占用传输媒体停止等待方式的链路利用率链路的比特长度：当比特流完全占满整个链路时，链路 上的比特数量 uB= R(d/v)R:bps; d:m 非导导向媒体：v=3x
2、108 m/s 导导向媒体： v=2x108 m/s 传送数据的总时间 T=nTF =n(tframe+ 2tprop) uTF=tprop+ tframe+ tproc+ tprop+ tack+ tproc 线路利用率或者效率 uU=ntframe/n(tframe+2tprop)=tframe/(tframe+2tprop)=1/(1+2a ) ua= tprop/tframe p传输时间归一化 p传播时延表示为变量 aa的另一个表达式u当 a1时时, 皆有: 总时间总时间 T=1+2a U=1/(1+2a) 例1: 求 ATM的链路利用率 uL=424bits, d=1000km, R
3、=155.52Mbps 例2:求LAN的链路利用率 uL=1000bits, d=0.1km10km, R=10Mbps1Gbps 例3:求拨号数据链路利用率 uL=1000bits, d=5000km, R=56Kbps1.2 滑动窗口流量控制允许多个帧传送 接收器分配W个帧的缓存 发送器可以在没有确认的情况下发送W个帧 每个帧都有序号标识 ACK 包括下个希望接收的帧序号 序号大小是受限的 uK比特长长的字段，模编编号为为 2k，窗口大小 为为2k -1 发送方滑动窗口当发送出数据时，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方滑动窗口当接收到数据时，滑动窗口从左边开始收
4、缩； 当发送确认时，滑动窗口向右扩展滑动窗口例1：序号字段3比特，窗口大小 7例2：滑动窗口的改进接收方可以通过不允许继续发送(Receive Not Ready) 来对帧进行确认 站点必须发送一个正常的确认帧来重新启动滑 动窗口 如双向发送，使用 piggybacking (捎带确认) u数据帧帧：帧帧序号、确认认序号 u如果无数据发发送，使用确认帧认帧 u如果只送数据而不需发发送确认认，则则重送上 一个确认编认编 号2.差错控制检测和纠正帧传输过程中出现的差错 u丢丢失的帧帧 u损损坏的帧帧 差错控制技术： u差错检测错检测 u肯定确认认 u超时时重传传 u否认认与重传传ARQ ( Aut
5、omatic Repeat Request ) 自动重传请求停止等待 ARQ（stop-and-wait ARQ） 返回 N ARQ（go-back-N ARQ） 选择拒绝 ARQ（selective-reject ARQ）2.1停止等待ARQ源点发送一个帧 等待 ACK 收到损坏的帧，丢弃它 u发发送器超时时 u没有收到确认认, 重传传 确认损坏，发送器无法辨认 u重传传 u接收到两个互为为副本的帧帧 u使用 ACK0 和 ACK1发发发发送方保留送方保留 帧帧帧帧的副本的副本停止等待ARQ优势和不足简单简单 低效率2.2返回 N ARQ基于滑动窗口流量控制 没有收到确认帧的最大数目取决于窗
6、口大小 无差错，终点肯定确认接收到的帧 有差错，发送一个否认 u放弃这这个帧帧及之后的所有帧帧 u发发送器必须须重传传有差错错的帧帧及后面所有的 帧帧返回N ARQ：损坏的帧接收器检测到第i个 帧出错 发送否认i 发送器得到否认i 发送器重传帧i以及 后面所有的帧Frame RRSrcDestnDamaged REJ Retransmitiii+3Back返回N ARQ：丢失的帧（1）帧i丢失 发送器发送i1 接收器收到i1发 现次序不对 发送一个拒绝i 发送器重新回到帧i 并重传Frame RRDestnDamaged REJ RetransmitSrc返回N ARQ：丢失的帧（2）帧 i
7、丢失并且没有发送 接收器没接受到任何帧并且不返回RR或REJ 发送器超时，传输一个RR帧，包含一个被置为 1的P比特的比特 接收器将这个比特解释为命令，该命令要求接 收器发送一个RR响应，表明自己希望接受到下 个帧，即帧i 发送器重传帧i返回N ARQ：损坏的RR接收器收到 i 并发送RR (i+1) ，它在传输中丢失 确认是累积的, 下一个RR (i+n) 可能在帧 i 超时前 到达 发送器超时，传输一个 RR，并设置一个P比特 计时器 在启动复位过程 前这个过程将重复数次发送器发送新的RR ，启动P比特计时器返回N ARQ：损坏的REJ如同前面的损坏的帧返回N ARQ超时2.3 选择拒绝
8、ARQ（1） 也叫选择重传 只有拒绝的帧或超时的帧被重传 重传帧的数量降低到了最小 接收器必须维护一个足够大的缓存，以便 保存拒绝帧后收到的帧 发送方也需要具有能够发送失序帧的更为 复杂的逻辑选择拒绝 ARQ（2）接受者 缓存接受窗口滑动 到可接受帧7 ，0，1，2，3 ，4，5B认为丢失的是 帧7，接受到的是 新的帧0累 计 确 认3.高级数据链路控制（HDLC） 3.1基本特点p 站点类型主站 u控制链链路操作 u发发出的帧帧称为为命令 u为链为链 路上的每个从站维护维护 独立的逻辑链逻辑链 路 从站 u主站的控制下操作 u发发出的帧帧称为为响应应 混合站 u发发出的帧帧可以是命令或者是响
9、应应p 链路设置非平衡设置u一个主站和一个或多个从站u支持全双工或半双工传输传输平衡设置u两个混合站组组成u支持全双工或半双工传输传输p 数据传送方式正常响应方式 (NRM)u非平衡设设置u主站初始化到从站的数据传传送u从站通过传输过传输 数据来响应应主站的命令u用于多点线线路u多个终终端连连接到一个主计计算机上u终终端作为为从站异步平衡方式(ABM)u平衡设设置u两个混合站都能够够初始化数据传输传输 ，不需 要得到许许可u使用最广泛u没有用于轮询轮询 的额额外开销销异步响应方式(ARM)u非平衡设设置u主站没有明确允许许，从站能够够初始化传输传输u主站对线对线 路全权负责权负责uARM很少被
10、使用3.2帧结构同步传输 所有传输以帧的形式 独立的帧格式能够完全满足各种类型的数据 和控制交换 帧格式标志字段在帧的两端起定界作用 01111110模式 一个帧的结束标志，也是起始标志 接收方搜索标志序列用于帧起始同步 比特填充用于避免和包含 011111（0）10的数据 混淆 u出现现5个1插入一个附加0 u有5个1的模式出现现，检查检查 下个比特 u如果是0，则删则删 除 u如果是1且第7个比特是0，组组合被认为认为 是标标志字段 u如果后面两个比特都是1, 发发送方指明异常中止比特填充一个帧被分 成两个帧两 个 帧 合 并 成 一 个 帧地址字段标识了传输该帧或准备接收这个帧的从站 通
11、常为8比特 可以使用扩展格式，长度是7比特的倍数 u每个八位组组的最低位是1或0取决于它是不是字段的 最后一个八位组组 八位组地址11111111，让主站广播帧，所有从站都能接 收到控制字段不同帧类型的帧不同 帧类型有: u信息帧帧 向用户传输户传输 的数据 在信息帧帧中捎带带了流量控制和差错错控制 数据 u监监控帧帧 未使用捎带时带时 提供了ARQ机制 u无编编号帧帧 提供增补补的链链路控制 字段中前一位或两位用做帧类型的标识控制字段格式轮询/结束比特应用与环境有关 命令帧nP 比特n1 是向对对等实实体请请求（轮询轮询 ）响应帧应帧 响应帧nF 比特n1 表示发发送的响应帧应帧 是一个请请求命令的结结果信息字段只有信息帧和无编号帧 必须有整数个八位组成 长度可变FCS帧检验序列 差错检测码 16比特的 CRC 32比特的 CRCHDLC的操作交换信息帧、监控帧及无编号帧三个阶段u初始化u数据传传送u终终止操作操作举例（1）重发发送序号接收序号操作举例（2）启动了计时器归纳流量控制 u停止和等待 u滑动动窗口 差错检测 u奇偶 u循环环冗余检测检测 Cyclic Redundancy Check 差错控制 u停止等待 ARQ u返回N ARQ u选择选择 拒绝绝 ARQ 高级数据链路控制High-Level Data Link Control
