数据通信与计算机网络--05数据链路协议.ppt

第5讲数据链路协议 课时授课计划课程内容 内容 停等协议滑动窗口协议目的与要求 掌握停等协议的工作原理 掌握滑动窗口协议的工作原理 重点与难点 重点 停等协议 滑动窗口协议 难点 通信利用率的分析 课堂讨论 滑动窗口协议 现代教学方法与手段 投影PowerPoint幻灯课件复习 提问 循环冗余码 复习 差错控制的实现原理差错检查 编码 海明码纠错码差错的控制ARQFEC 差错的控制 发 收 能够发现错误的码 应答信号 2种应答帧 确认帧ACK否认帧NAK 第3章数据链路层 2 3数据链路协议停等协议顺序接收管道协议选择重传协议 停等协议 停止等待 stop and wait 协议是最简单但也是最基本的数据链路层协议 完全理想化的数据传输 假定1 链路式理想的传输信道 所传送的任何数据既不会出差错也不会丢失 假定2 不管发送方以多快的速率发送数据 接收方总来得及收下 并及时上交主机 接收端向主机交付的数据速率永远不会低于发送端发送数据的速率 数据链路通信的简单模型 停等协议 具有最简单流量控制的数据链路层协议假定 链路是理想的传输信道 即所传送的任何数据既不会出差错也不会丢失由接收方控制发送方的数据流 乃是计算机网络中流量控制的一个基本方法 停等协议 两种数据传输比较 从主机取数据 上交主机 DATA1 DATA4 DATA3 DATA2 结点A 结点B 从主机取数据 上交主机 DATA1 DATA2 结点A 结点B ACK ACK 理想信道 具有简单流量控制的数据链路层协议 从主机取数据 上交主机 DATA1 DATAn DATA2 结点A 结点B DATAn 3 DATAn 2 DATAn 1 NAKn 1 ACK 流水线协议 停等协议 在发送结点 1 从主机取一个数据帧 2 将数据帧送到数据链路层的发送缓存 3 将发送缓存中的数据帧发送出去 4 等待 5 若收到由接收结点发过来的信息 此信息的格式与内容可由双方事先商定好 则从主机取一个新的数据帧 然后转到 2 停等协议 在接收结点 1 等待 2 若收到由发送结点发过来的数据帧 则将其放入数据链路层的接收缓存 3 将接收缓存中的数据帧上交主机 4 向发送结点发一信息 表示数据帧已经上交给主机 5 转到 1 实用的停止等待协议 有噪声信道的单工协议 前提 实际信道不满足理想化数据传输的假定 流量控制方法 等待发送 差错控制 发送方数据帧中加入校验码 CRC 由接收方检查 若出错 返回NAK 发送方收到NAK后重发 帧丢失处理 超时定时器 以序号标识数据帧 优点 简单 缺点 信道利用率低 数据帧在链路上传输的几种情况 a 正常情况 b 数据帧出错 C 数据帧丢失 d 确认帧丢失 发送方 接收方 Ack帧 数据帧 2R L B 时间T sec B为信道容量 b s R为单程传播延迟时间 s L为数据帧长度 bits U为信道利用率 连续ARQ协议 工作原理 发送方发完一帧后 不必停下来等待对方的应答 可以连续发送若干帧 如果在发送过程中收到接收方的肯定应答 可以继续发送 若收到对其中某一帧的否认帧 则从该帧开始的后续帧全部重发 流量控制方法 连续发送 差错控制 同停等协议 优点 连续发送提高了信道利用率 缺点 回走重传 Go back N 导致某些已正确接收的帧的重传 因此降低了发送效率 误码率较低时 连续ARQ优于停等协议 反之则不一定 连续ARQ协议 Go back NARQ frame1 sender receiver 出错 7 8帧被丢弃 frame2 frame3 ACK4 frame4 frame5 ACK5 frame6 frame7 frame8 NACK6 ACK7 frame7 frame6 frame8 6 7 8帧重传 滑动窗口概念 前提 在连续ARQ协议中 必须对可以连续发出的最多帧数 以发出但未确认的帧 作限制原则 循环重复使用有限的帧序号流量控制 发送窗口 其大小WT表示在收到对方确认的信息之前 可以连续发出的最多数据帧数 只有序号在窗口内的帧才可以发送 接收窗口 其大小WR可以连续接收的最多数据帧数 只有序号在窗口内的帧才可以接收 否则丢弃 接收窗口驱动发送窗口的转动发送窗口的最大值 WT WR 2n n为序号的位数 WT 2n 1 WT 2WR 1的滑动窗口编码长度 发 收 t0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 初始 发0帧 发1帧 收0帧发ACK0 收ACK0 发2帧 收1帧发ACK1 收ACK1 滑动窗口协议 0123456701234567 已成功发出的数据帧 将发出的数据帧 窗口后沿 窗口前沿 帧序号 发送方缓冲区 0123456701234567 已正确接收的数据帧 将收到的数据帧 帧序号 接收方缓冲区 窗口后沿 窗口前沿 0123456701234567 0123456701234567 0123456701234567 0123456701234567 0123456701234567 0123456701234567 0123456701234567 0123456701234567 0123456701234567 0123456701234567 0 1 2 ACK3 3 4 5 6 ACK4 选择重传ARQ协议 原则 只重传出错或定时器超时的数据帧方法 WR 1 暂存接受窗口中序号在出错帧之后的数据帧优点 避免重传已正确传送的帧 提高了信道利用率缺点 在接收端需要占用一定容量的缓存接收窗口的最佳值 WR WTWR 2n 1 0123452678910 tf tout DATA 出错 NCK2 送