数据链路层协议

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1、第4章 数据链路层协议 【教学日期】2009.11.13 08高计一班 主要内容 面向字的协议和面向比特的协议。 教学重点HDLC、PPP协议。 【教学难点】 HDLC、PPP协议。 【教学方式】 （1）运用板书与计算机网络课件进行课堂讲授，加深对链路层协议的理解； （2）联系学生在银行存款的实例提出问题，进行课堂讨论。,计算机网络第4章 数据链路层,2,本章学习要求：,了解：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：面向字符型数据链路层协议实例BSC 掌握：面向比特型数据链路层协议实例 HDLC 掌握：Internet中的数据链路

2、层协议,计算机网络第4章 数据链路层,3,4.2 数据链路层的基本概念,4.2.1 物理线路与数据链路 线路 链路 物理线路 数据链路,计算机网络第4章 数据链路层,4,4.2.2 数据链路控制,链路管理 帧同步 流量控制 差错控制 帧的透明传输 寻址 数据链路层协议 为实现数据链路控制功能而 制定的规程或协议。,计算机网络第4章 数据链路层,5,4.2.3 数据链路层向网络层提供的服务,数据链路层是OSI参考模型的第2层； 设立数据链路层的主要目的是将原始的、有差错的物理线路变为对网络层无差错的数据链路； 为了实现这个目的，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； 数据

3、链路层为网络层提供的服务主要表现在：正确传输网络层的用户数据，为网络层屏蔽物理层采用的传输技术的差异性。,计算机网络第4章 数据链路层,6,4.3 面向字符型协议实例,什么是面向字符型协议?以字符为控制传输信息的基本单元ASIIC码：格式字符：SOH（start of heading）STX（start of text）ETB（end of transmission block）ETX（end of text）控制字符：ACK（acknowledge）NAK（negative acknowledge）ENQ（enquire）EOT（end of transmission）SYN（synchro

4、us）DLE（data link escape）,计算机网络第4章 数据链路层,7,面向字符型BSC协议的数据报文格式：,计算机网络第4章 数据链路层,8,建立、维护 与释放数据 链路流程图,计算机网络第4章 数据链路层,9,4.4 典型数据链路层协议分析 面向比特型,4.4.1 HDLC产生的背景 面向字符型数据链路层协议的缺点： 报文格式不一样； 传输透明性不好； 等待发送方式，传输效率低。面向比特型协议的设计目标： 以比特作为传输控制信息的基本单元； 数据帧与控制 帧格式相同； 传输透明性好； 连续发送，传输效率高。,计算机网络第4章 数据链路层,10,4.4.2 数据链路的配置和数据传

5、送方式,数据链路的配置 非平衡配置 平衡配置非平衡配置中的主站与从站 主站：控制数据链路的工作过程。主站发出命令 从站：接受命令，发出响应，配合主站工作非平衡配置中的结构特点 点-点方式 多点方式,计算机网络第4章 数据链路层,11,数据链路的非平衡配置方式,计算机网络第4章 数据链路层,12,非平衡配置方式,正常响应模式（normal response mode，NRM）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进行探询（poll），从站响应后才可以向主站发送数据帧。异步响应模式（asynchronous response mode，ARM）主站和从站可以随时相互传输数据帧

6、； 从站可以不需要等待主站发出探询就可以发送数据； 主站负责数据链路的初始化、链路的建立、释放与差错恢复等功能。,计算机网络第4章 数据链路层,13,平衡配置方式,链路两端的两个站都是复合站（combined station）； 复合站同时具有主站与从站的功能； 每个复合站都可以发出命令与响应； 平衡配置结构中只有异步平衡模式（asynchronous balanced mode，ABM）； 异步平衡模式的每个复合站都可以平等地发起数据传输，而不需要得到对方复合站的许可。,计算机网络第4章 数据链路层,14,数据链路的平衡配置方式,计算机网络第4章 数据链路层,15,4.4.3 HDLC的帧结

7、构,F（flag） ：固定格式 01111110 作用 帧同步传输数据的透明性（零比特插入与删除） A（address） ：地址 C（control） ：帧的类型、帧的编号、命令与控制信息 I（information） ：网络层数据，Nmax = 256B CRC（checksum） ：校验A、C、I字段的数据G(X)= X16+X12+X5+1,计算机网络第4章 数据链路层,16,零比特插入/删除工作过程,计算机网络第4章 数据链路层,17,帧类型及控制字段的意义,计算机网络第4章 数据链路层,18,帧类型,I帧 ： N（S） 发送帧的顺序号N（R） 接收帧的顺序号P/F= Poll / F

8、inal， P=1 询问，F=1 响应P与F成对出现 S帧 ：监控功能位S = 00，RR（receive ready）S = 01，RNR（receive not ready）S = 10，RJE（reject）S = 11，SREJ（select reject） U帧 ：用于实现数据链路控制功能,计算机网络第4章 数据链路层,19,U帧的格式与链路控制功能,计算机网络第4章 数据链路层,20,4.4.4 数据链路层的工作过程简化的信息帧结构的表示方法一个信息帧的表示,计算机网络第4章 数据链路层,21,无编号帧的表示方法 SNRM帧与UA帧结构的表示方法,计算机网络第4章 数据链路层,22

9、,正常响应 模式数据 链路工作,计算机网络第4章 数据链路层,23,讨论：数据链路层 与物理层的关系,计算机网络第4章 数据链路层,24,4.5 Internet中的数据链路层,Internet中主要的数据链路层协议SLIP （Serial Line IP） 串行线路的Internet数据链路层协议PPP （ Point-to-Point Protocol） 点-点协议SLIP与PPP用于串行通信的拨号线路上，是目前家庭计算机或公司用户通过ISP接到Internet主要的协议。,计算机网络第4章 数据链路层,25,PPP协议基本特点,PPP协议是Internet标准，RFC 1660、RFC

10、1661定义了PPP协议与帧结构；PPP协议处理了差错检测，支持面向字符型协议与面向比特型协议,可以支持IP协议及其他一些网络层协议（例如IPX协议）；PPP协议不仅在拨号电话线，并且在路由器路由器之间的专用线上广泛应用;PPP协议是在大多数家庭个人计算机和ISP之间使用的协议，它可以作为在高速广域网和社区宽带网协议族的一部分。,计算机网络第4章 数据链路层,26,PPP信息帧格式,标志（flag）：01111110地址（address）：值为“FF”（11111111），表示网中所有的站都接收该帧控制（control）：值为“03”（00000011）协议（protocol）：长度为2字节，

11、它标识出网络层协议数据域的类型。常用的网络层协议的类型主要有：0021HTCP/IP0023HOSI0027HDEC 数据字段：长度可变,计算机网络第4章 数据链路层,27,链路控制帧（LCP）与网络控制帧（NCP）,链路控制帧（LCP）网络控制帧（NCP）,计算机网络第4章 数据链路层,28,小结,物理传输线路上传输数据信号是有差错的； 误码率是指二进制比特在数据传输过程中被传错的概率； 数据链路层是将一条原始的、有差错的物理线路变为对网络层无差错的数据链路； 数据链路层完成链路管理、帧传输、流量控制、差错控制等功能；,计算机网络第4章 数据链路层,29,数据链路层协议基本可以分为两类：面向字符型与面向比特型； 数据链路层的数据传送单位是帧，帧具有固定的结构； HDLC的帧分为信息帧（I帧）、无编号帧（U帧）与监控帧（S帧）； Internet数据链路层主要的协议是PPP协议； PPP协议不仅用于拨号电话线，并且可以用于路由器路由器之间的专用线路上。,