数据链路层需要解决的问题.ppt

数据链路层需要解决的问题,1）为网络层提供的服务 2）成帧 3）差错控制 4）流量控制,1）为网络层提供的服务,将源端网络层的数据传输给宿端网络层,物理层,数据链路层,网络层,传输层,应用层,比特流,物理层,数据链路层,网络层,保证数据流的顺序,传输层,应用层,源,宿,为网络层提供服务的分类,无确认的无连接服务 从源到宿发送独立帧，不确认帧的到达 不提供纠错重传服务 适用于误码率较低的可靠通信 有确认的无连接服务 对发送的每一帧独立确认其接收情况 在一定时间间隔内未收到确认则重发这一帧 适用于不可靠的通信,有确认的面向连接服务,- 从源到宿建立连接（占用资源） - 在连接上传输赋予编号的帧 - 保证帧的正确顺序，且每帧只接收一次 - 对每一帧都确认 - 断开连接（释放占用的资源）,2）成帧,为了给网络层提供服务，需要使用物理层提供的服务（比特流的透明传输） 使用物理层服务的方法： 把比特流分成离散的帧 通过帧的校验和检错，采取相应措施 成帧的方法 标识帧的首尾,成帧的方法,字符计数法 字符填充的首尾标识法 位填充的首尾标识法,字符流举例,帧头：说明帧的字符数,控制字符传输错误,出现差错带来的问题 无法确定下一帧的帧头位置 无法确定重传帧的帧头位置,特点 帧不定长 用帧头一个控制字符区分帧的首尾 按照控制字符说明的长度计数，确定帧边界 问题 控制字符的数值错误造成发送与接收不同步,字符计数法,字符填充的首尾标识法举例,帧首,同步字符,帧尾,数据,传输帧,填充字符,特点 用8位ASCII码定义帧头和帧尾的标识符 DLE STX（Data Link Escape; Start of Text） DLE ETX（Data Link Escape; End of Text ） 出现差错后无需解决再同步问题 需要解决的问题 数据中包含定义的标识符DLE、STX和ETX 解决：发送方插入一个相同的标识符,字符填充的首尾标识法,位填充的首尾标识法举例,帧首,01111110,01111101101111100,01111110,帧尾,数据,带填充位的首尾标志法（面向位）：HDLC,填充位,位填充的首尾标识法,特点 帧以bit为单位，不以byte为单位 定义特殊的帧头和帧尾标识位模式01111110 需要解决的问题 数据中包含定义的标识位模式01111110 解决：发送方在连续5个“1”之后插入一个“0”,3）差错控制,差错控制的基本概念 与差错控制有关的术语 差错控制方法举例,差错控制的基本概念,差错控制需要解决的问题 保证不丢帧 保证不乱序 差错控制手段 接收方回送确认控制帧 用计时器确定帧丢失情况 用帧的编号识别重复帧情况,差错的检测和纠正,纠错码 在发送的数据块中附加充足的冗余信息 接收方根据冗余信息纠正错误 检错码 在发送的数据块中附加适当的冗余信息，使接收方有足够的信息检测是否有差错 当有差错时，对发送方请求重传,1.奇偶校验（Parity Checking） 若接收方收到的字节奇偶结果不正确，就可以知道传输中发生了错误。,奇偶校验分析 奇偶校验能检测出任何单比特错误。 若接收方发现1的个数为奇数，则发生错误。 问题：在电子传输中，单比特错误很罕见。 通常是“突发错误”,结论 若有奇数个比特位改变，奇偶校验能检测出该错误。 若有偶数个比特位改变，奇偶校验不能检测出该错误。 奇偶校验能发现大约50的突发错误。,差错编码,传输,差错校验,=,？,2.循环冗余校验（CRC,Cyclic Redundancy Check） 一种通过多项式除法检测错误的方法。,校验算法： 待传数据F(x), 生成多项式G(x)。 双方约定生成多项式G(X)，如：CRC-16 = X16+X13+X2+1 计算：余数R(x) F(x)*X16/G(X) 作为校验码，校验位数 r=16。,G(x) F(x) 000,R(x),传输：T(x) = F(x)*x16 + R(x),16个0,常用的CRC多项式： CRC-12 = x12+x11+x3+x2+x + 1 CRC-16 = x16+x15+x2 + 1 CRC-CCITT = X16 + x12 + x5 + 1,海明码 当检测到错误时，有两种选择：重发原帧 （CRC） 修复坏帧（海明码）,码字位的编号从左到右，最左面是第一位，其中2的幂数位是检验位，其余是k个数据位(信息元)。,* 信息元(数据) p校验位,海明码的编码与译码方法,用矩阵乘法求校验位，并且找出错误位。设编码长度为n2r一1，其中r为校验码的位数。 数据位长度 knr； 校验位插入到编码序列的2j-1(j1，2，r)的位置上；由r(样本)建立一个(2r一1)行r列的矩阵。 将编码码字写成位串形式的一维向量,海明编码中校验位的求解公式如下:,其中，l1l2lr-1lr1或0(l0为偶校验，l1为奇校验)； b，b0。,例 按下列步骤将数据(信息)1100进行编码和译码，设校验位为r3。 a编码长度2r-123-17 数据位 kn-r4 校验位 r3,b编码过程,p1+0+1+0+1+0+0=0 p1=0 0+p2+1+0+0+0+0=0 p2=1 0+0+0+p3+1+0+0=0 p3=1 解得海明编码为0111100,c译码过程,设接收的编码为0111000,将等号右边( )号内的数用十进制表示，得(101)2 5，即指出第5位有错，将接收到的编码第5位取反，即可得到正确的原海明编码。 0 1 1 1 0 0 0 取反 0 1 1 1 1 0 0 正确的编码,4）流量控制,为什么要进行流量控制 发送方的传送能力大于接收方的接收能力