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第第4章章 数据链数据链路层路层1本章学习要求本章学习要求：n n了解：数据传输过程中差错产生的缘由与性质。了解：数据传输过程中差错产生的缘由与性质。了解：数据传输过程中差错产生的缘由与性质。了解：数据传输过程中差错产生的缘由与性质。n n驾驭：误码率的定义与差错限制方法。驾驭：误码率的定义与差错限制方法。驾驭：误码率的定义与差错限制方法。驾驭：误码率的定义与差错限制方法。n n驾驭：数据链路层的基本概念。驾驭：数据链路层的基本概念。驾驭：数据链路层的基本概念。驾驭：数据链路层的基本概念。n n了解：面对字符型数据链路层协议实例了解：面对字符型数据链路层协议实例了解：面对字符型数据链路层协议实例了解：面对字符型数据链路层协议实例BSCBSC。n n驾驭：面对比特型数据链路层协议实例驾驭：面对比特型数据链路层协议实例驾驭：面对比特型数据链路层协议实例驾驭：面对比特型数据链路层协议实例 HDLC HDLC。n n驾驭：驾驭：驾驭：驾驭：InternetInternet中的数据链路层协议。中的数据链路层协议。中的数据链路层协议。中的数据链路层协议。24.1 差错产生与差错限制方法差错产生与差错限制方法4.1.1 为什么要设计数据链路层为什么要设计数据链路层n n在原始物理传输线路上传输数据信号是有差错的；在原始物理传输线路上传输数据信号是有差错的；在原始物理传输线路上传输数据信号是有差错的；在原始物理传输线路上传输数据信号是有差错的；n n设计数据链路层的主要目的：设计数据链路层的主要目的：设计数据链路层的主要目的：设计数据链路层的主要目的：n n 将有差错的物理线路改进成无差错的数据链路；将有差错的物理线路改进成无差错的数据链路；将有差错的物理线路改进成无差错的数据链路；将有差错的物理线路改进成无差错的数据链路；n n 方法方法方法方法 差错检测差错检测差错检测差错检测n n 差错限制差错限制差错限制差错限制n n 流量限制流量限制流量限制流量限制n n作用：改善数据传输质量，向网络层供应高质量的服务。作用：改善数据传输质量，向网络层供应高质量的服务。作用：改善数据传输质量，向网络层供应高质量的服务。作用：改善数据传输质量，向网络层供应高质量的服务。34.1.2 差错产生的缘由和差错类型差错产生的缘由和差错类型 n n传输差错传输差错传输差错传输差错 通过通信信道后接收的数据与发送数据通过通信信道后接收的数据与发送数据通过通信信道后接收的数据与发送数据通过通信信道后接收的数据与发送数据 n n 不一样的现象不一样的现象不一样的现象不一样的现象;n n差错限制差错限制差错限制差错限制 检查是否出现差错以及如何订正差错；检查是否出现差错以及如何订正差错；检查是否出现差错以及如何订正差错；检查是否出现差错以及如何订正差错；n n通信信道的噪声分为两类：热噪声和冲击噪声；通信信道的噪声分为两类：热噪声和冲击噪声；通信信道的噪声分为两类：热噪声和冲击噪声；通信信道的噪声分为两类：热噪声和冲击噪声；n n热噪声热噪声热噪声热噪声由传输介质导体的电子热运动产生的（特点：时刻由传输介质导体的电子热运动产生的（特点：时刻由传输介质导体的电子热运动产生的（特点：时刻由传输介质导体的电子热运动产生的（特点：时刻存在，幅度较小，强度与频率无关，但频谱很宽存在，幅度较小，强度与频率无关，但频谱很宽存在，幅度较小，强度与频率无关，但频谱很宽存在，幅度较小，强度与频率无关，但频谱很宽随机噪声）随机噪声）随机噪声）随机噪声）n n 冲击噪声冲击噪声冲击噪声冲击噪声是由外界电磁干扰引起的（特点：幅度较大，是由外界电磁干扰引起的（特点：幅度较大，是由外界电磁干扰引起的（特点：幅度较大，是由外界电磁干扰引起的（特点：幅度较大，是引起传输差错的主要缘由是引起传输差错的主要缘由是引起传输差错的主要缘由是引起传输差错的主要缘由突发噪声）突发噪声）突发噪声）突发噪声）n n由热噪声引起的差错是随机差错，或随机错（一般出错数据位由热噪声引起的差错是随机差错，或随机错（一般出错数据位由热噪声引起的差错是随机差错，或随机错（一般出错数据位由热噪声引起的差错是随机差错，或随机错（一般出错数据位不相邻）；不相邻）；不相邻）；不相邻）；n n冲击噪声引起的差错是突发差错，或突发错（一般会引起相邻冲击噪声引起的差错是突发差错，或突发错（一般会引起相邻冲击噪声引起的差错是突发差错，或突发错（一般会引起相邻冲击噪声引起的差错是突发差错，或突发错（一般会引起相邻多个数据位出错）；多个数据位出错）；多个数据位出错）；多个数据位出错）；n n引起突发差错的位长称为突发长度；引起突发差错的位长称为突发长度；引起突发差错的位长称为突发长度；引起突发差错的位长称为突发长度；n n在通信过程中产生的传输差错，是由随机差错与突发差错共同在通信过程中产生的传输差错，是由随机差错与突发差错共同在通信过程中产生的传输差错，是由随机差错与突发差错共同在通信过程中产生的传输差错，是由随机差错与突发差错共同构成的。构成的。构成的。构成的。4传输差错传输差错传输差错传输差错产生过程产生过程产生过程产生过程5 4.1.3 误码率的定义误码率的定义误码率定义误码率定义误码率定义误码率定义：二进制比特在数据传输系统中被传错的概率，二进制比特在数据传输系统中被传错的概率，二进制比特在数据传输系统中被传错的概率，二进制比特在数据传输系统中被传错的概率，它在数值上近似等于：它在数值上近似等于：它在数值上近似等于：它在数值上近似等于：Pe=Ne/NPe=Ne/N其中，其中，其中，其中，NN为传输的二进制比特总数；为传输的二进制比特总数；为传输的二进制比特总数；为传输的二进制比特总数；NeNe为被传错的比特数。为被传错的比特数。为被传错的比特数。为被传错的比特数。6探讨探讨探讨探讨n n误误误误码码码码率率率率应应应应当当当当是是是是衡衡衡衡量量量量数数数数据据据据传传传传输输输输系系系系统统统统正正正正常常常常工工工工作作作作状状状状态态态态下下下下传传传传输输输输牢靠性的参数；牢靠性的参数；牢靠性的参数；牢靠性的参数；n n对对对对于于于于一一一一个个个个实实实实际际际际的的的的数数数数据据据据传传传传输输输输系系系系统统统统，不不不不能能能能笼笼笼笼统统统统地地地地说说说说误误误误码码码码率率率率越低越好，要依据实际传输要求提出误码率要求；越低越好，要依据实际传输要求提出误码率要求；越低越好，要依据实际传输要求提出误码率要求；越低越好，要依据实际传输要求提出误码率要求；n n对对对对于于于于实实实实际际际际数数数数据据据据传传传传输输输输系系系系统统统统，假假假假如如如如传传传传输输输输的的的的不不不不是是是是二二二二进进进进制制制制比比比比特特特特，要折合成二进制比特来计算；要折合成二进制比特来计算；要折合成二进制比特来计算；要折合成二进制比特来计算；n n差差差差错错错错的的的的出出出出现现现现具具具具有有有有随随随随机机机机性性性性，在在在在实实实实际际际际测测测测量量量量一一一一个个个个数数数数据据据据传传传传输输输输系系系系统统统统时时时时，只只只只有有有有被被被被测测测测量量量量的的的的传传传传输输输输二二二二进进进进制制制制比比比比特特特特数数数数越越越越大大大大，才才才才会会会会越越越越接近于真正的误码率值。接近于真正的误码率值。接近于真正的误码率值。接近于真正的误码率值。74.1.4 检错码与纠错码检错码与纠错码 n n纠错码：纠错码：纠错码：纠错码：n n 每个传输的分组带上足够的冗余信息；每个传输的分组带上足够的冗余信息；每个传输的分组带上足够的冗余信息；每个传输的分组带上足够的冗余信息；n n 接收端能发觉并自动订正传输差错。接收端能发觉并自动订正传输差错。接收端能发觉并自动订正传输差错。接收端能发觉并自动订正传输差错。n n 海明码海明码海明码海明码n n检错码检错码检错码检错码:n n 分组仅包含足以使接收端发觉差错的冗余信息；分组仅包含足以使接收端发觉差错的冗余信息；分组仅包含足以使接收端发觉差错的冗余信息；分组仅包含足以使接收端发觉差错的冗余信息；n n 接接接接收收收收端端端端能能能能发发发发觉觉觉觉出出出出错错错错，但但但但不不不不能能能能确确确确定定定定哪哪哪哪一一一一比比比比特特特特是是是是错错错错的的的的，并且自己不能订正传输差错。并且自己不能订正传输差错。并且自己不能订正传输差错。并且自己不能订正传输差错。n n奇奇奇奇 偶偶偶偶 检检检检 验验验验 码码码码、循循循循 环环环环 冗冗冗冗 余余余余 编编编编 码码码码（cyclic redundancy code,CRC)cyclic redundancy code,CRC)cyclic redundancy code,CRC)cyclic redundancy code,CRC)8常用的检错码常用的检错码常用的检错码常用的检错码n n奇偶校验码奇偶校验码奇偶校验码奇偶校验码 垂直奇（偶）校验垂直奇（偶）校验垂直奇（偶）校验垂直奇（偶）校验 水平奇（偶）校验水平水平奇（偶）校验水平水平奇（偶）校验水平水平奇（偶）校验水平 垂直奇（偶）校验（方阵码）垂直奇（偶）校验（方阵码）垂直奇（偶）校验（方阵码）垂直奇（偶）校验（方阵码）n n循环冗余编码循环冗余编码循环冗余编码循环冗余编码CRCCRC 目前应用最广的检错码编码方法之一目前应用最广的检错码编码方法之一目前应用最广的检错码编码方法之一目前应用最广的检错码编码方法之一9奇偶校验码奇偶校验码 n n在数据后填加一个奇偶位（parity bit）n 例：运用偶校验（“1”的个数为偶数）n n 10110101 101101011 n n 10110001 101100010 n n n奇偶校验可以用来检查单个错误。n n 检错实力差，一般只用于通信要求较低的环10CRC码基本思想码基本思想 n n 校验和（校验和（checksumchecksum）加在帧尾，使带校验和的）加在帧尾，使带校验和的帧的多项式能被帧的多项式能被G(x)G(x)除尽；收方接收时，用除尽；收方接收时，用G(x)G(x)去去除它，若有余数，则传输出错。除它，若有余数，则传输出错。n n校验和计算算法校验和计算算法校验和计算算法校验和计算算法 n n 设设G(x)G(x)为为 r r 阶，在帧的末尾加阶，在帧的末尾加 r r 个个0 0，使帧为，使帧为m+rm+r位，位，相应多项式为相应多项式为x xr rM(x)M(x)；n n 按模按模2 2除法用对应于除法用对应于G(x)G(x)的位串去除对应于的位串去除对应于x xr rM(x)M(x)的位的位串；串；n n 按模按模2 2减法从对应于减法从对应于x xr rM(x)M(x)的位串中减去余数（等于的位串中减去余数（等于或小于或小于r r位），结果就是要传送的带位），结果就是要传送的带 校验和的多项式校验和的多项式T(x)T(x)。n n T(x)=xT(x)=xr rf(x)+xf(x)+xr rf(x)MOD2 G(x)E(x)f(x)MOD2 G(x)E(x)114.1.5 循环冗余编码工作原理循环冗余编码工作原理 12n n 举例举例举例举例：13国际标准国际标准国际标准国际标准CRCCRC生成多项式生成多项式生成多项式生成多项式G G（x x）n nCRC-12 GCRC-12 G（x x）=x12+x11+x3+x2+x+1=x12+x11+x3+x2+x+1n nCRC-16 GCRC-16 G（x x）=x16+x15+x2+1=x16+x15+x2+1n nCRC-CCITT GCRC-CCITT G（x x）=x16+x12+x5+1=x16+x12+x5+1n nCRC-32 CRC-32 G G（x x）=x32+x26+x23+x22+x16+x12+x11+x10 x32+x26+x23+x22+x16+x12+x11+x10n n +x8+x7+x5+x4+x2+x+1 +x8+x7+x5+x4+x2+x+1 n n生生生生成成成成多多多多项项项项式式式式G G（x x）的的的的结结结结构构构构及及及及检检检检错错错错效效效效果果果果是是是是经经经经过过过过严严严严格格格格的的的的数数数数学学学学分析与试验后确定的。分析与试验后确定的。分析与试验后确定的。分析与试验后确定的。14CRCCRC校验码的检错实力校验码的检错实力校验码的检错实力校验码的检错实力n nCRCCRC校验码能检查出全部单个错；校验码能检查出全部单个错；校验码能检查出全部单个错；校验码能检查出全部单个错；n nCRCCRC校验码能检查出全部离散的二位错；校验码能检查出全部离散的二位错；校验码能检查出全部离散的二位错；校验码能检查出全部离散的二位错；n nCRCCRC校验码能检查出全部奇数个错；校验码能检查出全部奇数个错；校验码能检查出全部奇数个错；校验码能检查出全部奇数个错；n nCRCCRC校校校校验验验验码码码码能能能能检检检检查查查查出出出出全全全全部部部部长长长长度度度度小小小小于于于于或或或或等等等等于于于于K K位位位位的的的的突突突突发发发发错；错；错；错；n nCRCCRC校校校校验验验验码码码码能能能能以以以以1-1-（1/21/2）K-1K-1的的的的概概概概率率率率检检检检查查查查出出出出长长长长度度度度为为为为（K+1K+1）位的突发错；）位的突发错；）位的突发错；）位的突发错；n n假假假假如如如如K=16K=16，则则则则该该该该CRCCRC校校校校验验验验码码码码能能能能全全全全部部部部检检检检查查查查出出出出小小小小于于于于或或或或等等等等于于于于16 16 位位位位的的的的全全全全部部部部的的的的突突突突发发发发差差差差错错错错，并并并并能能能能以以以以1-1-（1/21/2）16-1=99.99716-1=99.997的的的的概概概概率率率率检检检检查查查查出出出出长长长长度度度度为为为为1717位位位位的的的的突突突突发发发发错错错错，漏漏漏漏检检检检概概概概率率率率为为为为0.003%0.003%；154.1.6 差错限制机制差错限制机制 n n由于帧在传输过程中可能发生错误，就须要用差错限制机制来检测和订正错误。出错的典型状况如下：n n 其一是帧的丢失，例如突发性噪声会严峻地破坏帧，使它不能到达目的地。n n 其二是帧虽然到达目的地，但其内容已遭破坏。164.1.6 差错限制机制差错限制机制 反馈重发机制反馈重发机制反馈重发机制反馈重发机制 17差错限制机制差错限制机制n n差错限制涉及以下几个方面：差错限制涉及以下几个方面：n n 差错检测差错检测检错码检错码/纠错码纠错码n n 正响应正响应目的站对于成功到达且无错误的帧目的站对于成功到达且无错误的帧发回一个正响应发回一个正响应n n 超时重传超时重传对于在预定时间内没有发回响应对于在预定时间内没有发回响应的帧，发送站要重新发送这一帧；的帧，发送站要重新发送这一帧；n n 负响应并重传负响应并重传目的站对出错的帧发回一个目的站对出错的帧发回一个负响应，发送站重新传送这些帧。负响应，发送站重新传送这些帧。n n以上几方面概括起来可称为自动重恳求（以上几方面概括起来可称为自动重恳求（ARQARQ），），接受接受ARQARQ后，使原本不行靠的数据链路变成牢靠。后，使原本不行靠的数据链路变成牢靠。18反馈重发机制的分类反馈重发机制的分类反馈重发机制的分类反馈重发机制的分类 n n 停止等待方式停止等待方式停止等待方式停止等待方式 19停停等等ARQn n 停停等等ARQARQ基于停基于停等流控技术，在帧的传输过程中可能发生等流控技术，在帧的传输过程中可能发生以下两种错误。以下两种错误。n n 第一种是接收站用检错技术断定接收到的帧有错并将它丢弃。发送第一种是接收站用检错技术断定接收到的帧有错并将它丢弃。发送站发送帧后启动一个定时器，假如在给定的时间内没有接收到响应，站发送帧后启动一个定时器，假如在给定的时间内没有接收到响应，则重新发送此帧。（发送站应持有发送帧的副本）则重新发送此帧。（发送站应持有发送帧的副本）n n 其次种是响应遭到破坏。假设其次种是响应遭到破坏。假设A A发送帧后，发送帧后，B B站接收到该帧，经检验站接收到该帧，经检验断定为接收到的是正确的帧并发送一个响应，但在传送过程中响应遭断定为接收到的是正确的帧并发送一个响应，但在传送过程中响应遭到破坏以致到破坏以致A A没有在预定时间内接收到响应，没有在预定时间内接收到响应，A A就重新发送此帧，造就重新发送此帧，造成成B B先后接收到相同的二帧。先后接收到相同的二帧。n n 为避开上述状况，帧都用为避开上述状况，帧都用0 0或或1 1交替编号。正响应用交替编号。正响应用ACK0ACK0和和ACK1ACK1表表示，示，ACK0ACK0表示已接收到帧表示已接收到帧1 1，并准备接收帧，并准备接收帧0 0。n n优点：特别简洁优点：特别简洁n n缺点：传输效率低缺点：传输效率低20连续工作方式连续工作方式连续工作方式连续工作方式 n n拉回方式拉回方式拉回方式拉回方式n n选择重发方式选择重发方式选择重发方式选择重发方式 21拉回方式拉回方式n n拉回方式基于滑动窗口流控技术，其原理如下：拉回方式基于滑动窗口流控技术，其原理如下：n n A A，B B二站分别用滑动窗口流控技术进行数据交二站分别用滑动窗口流控技术进行数据交换。若没有错误发生，目的站发回一个换。若没有错误发生，目的站发回一个RRRR响应。响应。若目的站检测到有错的帧，则发送一个负响应若目的站检测到有错的帧，则发送一个负响应REJREJ（rejectreject），并丢弃这一帧及其后接收到的全），并丢弃这一帧及其后接收到的全部帧，直到重新接收到正确的帧。部帧，直到重新接收到正确的帧。n n 因而发送站在接收到因而发送站在接收到REJREJ后，必需重传发生错误后，必需重传发生错误的帧以及从前已发送过的其后的帧。的帧以及从前已发送过的其后的帧。22选择重发方式选择重发方式 n n选择重发方式基于滑动窗口流控技术，当接收到某一帧的负响应时，只需重传该帧。n n它的效率高。但接收 器必须要有足够的缓冲器来存放那些没有出错的帧直到接收到重传的帧，并且必须要有确定的逻辑功能，以便把重传的帧插入到正确的位置。发送器也须要比较困难的逻辑功能使得可以不按依次号发送帧。234.2 数据链路层的基本概念数据链路层的基本概念4.2.1 物理线路与数据链路物理线路与数据链路n n线路线路线路线路 链路链路链路链路n n物理线路物理线路物理线路物理线路 数据链路数据链路数据链路数据链路244.2.2 数据链路限制数据链路限制 n n链路管理链路管理链路管理链路管理 n n帧同步帧同步帧同步帧同步 n n流量限制流量限制流量限制流量限制 n n差错限制差错限制差错限制差错限制 n n帧的透亮传输帧的透亮传输帧的透亮传输帧的透亮传输 n n寻址寻址寻址寻址 n n数据链路层协议数据链路层协议数据链路层协议数据链路层协议 为实现数据链路限制功能而为实现数据链路限制功能而为实现数据链路限制功能而为实现数据链路限制功能而 n n 制定的规程或协议。制定的规程或协议。制定的规程或协议。制定的规程或协议。254.2.3 数据链路层向网络层供应的服务数据链路层向网络层供应的服务 数据链路层服务的类型：数据链路层服务的类型：数据链路层服务的类型：数据链路层服务的类型：面对连接确认服务（面对连接确认服务（面对连接确认服务（面对连接确认服务（acknowledged connection-oriented acknowledged connection-oriented serviceservice）；）；）；）；无连接确认服务（无连接确认服务（无连接确认服务（无连接确认服务（acknowladged connectionless serviceacknowladged connectionless service）；）；）；）；无连接不确认服务（无连接不确认服务（无连接不确认服务（无连接不确认服务（unacknowledged connectionless serviceunacknowledged connectionless service）。）。）。）。26实际数据路径实际数据路径实际数据路径实际数据路径与虚拟数据路径与虚拟数据路径与虚拟数据路径与虚拟数据路径274.3 面对字符型数据链路层协议实例：面对字符型数据链路层协议实例：BSC4.3.1 数据链路层协议的分类数据链路层协议的分类284.3.2 面对字符型协议实例：面对字符型协议实例：BSC n n什么是面对字符型协议什么是面对字符型协议什么是面对字符型协议什么是面对字符型协议?n n 以字符为限制传输信息的基本单元以字符为限制传输信息的基本单元以字符为限制传输信息的基本单元以字符为限制传输信息的基本单元n n ASIIC ASIIC码：码：码：码：n n 格式字符：格式字符：格式字符：格式字符：SOHSOH（start of headingstart of heading）n n STX STX（start of textstart of text）n n ETB ETB（end of transmission blockend of transmission block）n n ETX ETX（end of textend of text）n n 限制字符：限制字符：限制字符：限制字符：ACKACK（acknowledgeacknowledge）n n NAK NAK（negative acknowledgenegative acknowledge）n n ENQ ENQ（enquireenquire）n n EOT EOT（end of transmissionend of transmission）n n SYN SYN（synchroussynchrous）n n DLE DLE（data link escapedata link escape）29面对字符型面对字符型面对字符型面对字符型BSCBSC协议的数据报文格式协议的数据报文格式协议的数据报文格式协议的数据报文格式30建立、维护建立、维护建立、维护建立、维护与释放数据与释放数据与释放数据与释放数据链路流程图链路流程图链路流程图链路流程图314.4 典型数据链路层协议分析典型数据链路层协议分析 面对比特型面对比特型4.4.1 HDLC产生的背景产生的背景 面对字符型数据链路层协议的缺点：面对字符型数据链路层协议的缺点：面对字符型数据链路层协议的缺点：面对字符型数据链路层协议的缺点：报文格式不一样；报文格式不一样；报文格式不一样；报文格式不一样；传输透亮性不好；传输透亮性不好；传输透亮性不好；传输透亮性不好；等待发送方式，传输效率低。等待发送方式，传输效率低。等待发送方式，传输效率低。等待发送方式，传输效率低。面对比特型协议的设计目标：面对比特型协议的设计目标：面对比特型协议的设计目标：面对比特型协议的设计目标：以比特作为传输限制信息的基本单元；以比特作为传输限制信息的基本单元；以比特作为传输限制信息的基本单元；以比特作为传输限制信息的基本单元；数据帧与限制数据帧与限制数据帧与限制数据帧与限制 帧格式相同；帧格式相同；帧格式相同；帧格式相同；传输透亮性好；传输透亮性好；传输透亮性好；传输透亮性好；连续发送，传输效率高。连续发送，传输效率高。连续发送，传输效率高。连续发送，传输效率高。32n nHDLC（高级数据链路限制协议）n n历史n nSDLC，IBM，SNA的数据链路层协议，1974n nHDLC，ISO，数据链路层协议的国际标准n nLAP，CCITT（ITU-T），X.25的数据链路层协议n nLAPB，ITU-T，最新版本的国际标准n n面对位的链路层协议n nHDLC链路的两种基本配置：n n非平衡型：主站/从站（点到点链路或多点链路）n n平衡型：复合站（点到点链路）334.4.2 数据链路的配置和数据传送方式数据链路的配置和数据传送方式数据链路的配置数据链路的配置数据链路的配置数据链路的配置非平衡配置非平衡配置非平衡配置非平衡配置平衡配置平衡配置平衡配置平衡配置非平衡配置中的主站与从站非平衡配置中的主站与从站非平衡配置中的主站与从站非平衡配置中的主站与从站主站：限制数据链路的工作过程。主站发出吩咐主站：限制数据链路的工作过程。主站发出吩咐主站：限制数据链路的工作过程。主站发出吩咐主站：限制数据链路的工作过程。主站发出吩咐 从站：接受吩咐，发出响应，协作主站工作从站：接受吩咐，发出响应，协作主站工作从站：接受吩咐，发出响应，协作主站工作从站：接受吩咐，发出响应，协作主站工作非平衡配置中的结构特点非平衡配置中的结构特点非平衡配置中的结构特点非平衡配置中的结构特点点点点点-点方式点方式点方式点方式多点方式多点方式多点方式多点方式34n n点到点链路n n多点链路命令响应限制链路的工作：如初始化、建立、拆除、差错复原等主站从站非平衡型非平衡型复合站复合站平衡型平衡型只有当主站轮询到自己时才能被动地对主站进行响应复合站同时具有主站和从站的功能，既可以发出吩咐，也可以对吩咐作出响应命令/响应命令/响应命令响应非平衡型非平衡型主站从站从站从站从站ACBD35n n站点的三种工作模式：站点的三种工作模式：n n正常响应模式（正常响应模式（NRMNRM）n n主站限制通信，从站只有在主站允许时才能发送数据。主站主站限制通信，从站只有在主站允许时才能发送数据。主站可以随时向从站传输数据帧；可以随时向从站传输数据帧；n n从站只有在主站向它发送吩咐帧进行探询（从站只有在主站向它发送吩咐帧进行探询（pollpoll），从站响），从站响应后才可以向主站发送数据帧。应后才可以向主站发送数据帧。n n用于非平衡配置中。用于非平衡配置中。n n异步响应模式（异步响应模式（ARMARM）n n主站和从站可以随时相互传输数据帧；主站和从站可以随时相互传输数据帧；n n从站可以不须要等待主站发出探询就可以发送数据；从站可以不须要等待主站发出探询就可以发送数据；n n主站负责数据链路的初始化、链路的建立、释放与差错复原主站负责数据链路的初始化、链路的建立、释放与差错复原等功能。等功能。n n用于非平衡配置中。用于非平衡配置中。n n异步平衡模式（异步平衡模式（ABMABM）n n每个站都能发送吩咐或数据。每个站都可以建立、维护和拆每个站都能发送吩咐或数据。每个站都可以建立、维护和拆除连接。除连接。n n异步平衡模式的每个复合站都可以同等地发起数据传输，而异步平衡模式的每个复合站都可以同等地发起数据传输，而不须要得到对方复合站的许可。不须要得到对方复合站的许可。n n用于平衡配置中。用于平衡配置中。364.4.3 HDLC的帧结构的帧结构 n n标记：帧的起先和结束（标记：帧的起先和结束（01111110B01111110B，7EH7EH）n n为防止标记之间出现同样的位模式，须要运用为防止标记之间出现同样的位模式，须要运用“位填充法位填充法”。n n即发送方每遇到即发送方每遇到5 5个连续个连续11，就要填充一个，就要填充一个00。n n接收方需做删接收方需做删00操作（操作（5 5个连续个连续11后面的后面的00要删除）。要删除）。n n连续发送多个帧时，前一帧的结束标记可以作为下一帧的起始标记。连续发送多个帧时，前一帧的结束标记可以作为下一帧的起始标记。n n无信息发送时，可以连续发送标记，使接收端与发送端保持同步。无信息发送时，可以连续发送标记，使接收端与发送端保持同步。n n地址：次站地址（非平衡方式）或确认站地址（平衡方式）。地址：次站地址（非平衡方式）或确认站地址（平衡方式）。n n 全全11地址为广播地址，全地址为广播地址，全00地址为非法地址，有效地地址为非法地址，有效地址为址为254254个。个。n n限制：帧的类型、帧的编号、吩咐与限制信息限制：帧的类型、帧的编号、吩咐与限制信息n n信息：网络层数据，信息：网络层数据，Nmax=256BNmax=256Bn n用于错误检测，用于错误检测，CRC16CRC16。校验区间为：地址、限制和数据。校验区间为：地址、限制和数据。37零比特插入零比特插入零比特插入零比特插入/删除工作过程删除工作过程删除工作过程删除工作过程38n nHDLC帧的限制字段n n限制字段中第1、2位确定了帧的类型：0N(R)P/FN(S)1 2 3 4 5 6 7 8 信息帧信息帧(I(I帧帧)10SP/FN(R)管理帧管理帧(S(S帧帧)11MMP/F无编号帧无编号帧(U(U帧帧)N(S)：本帧的序号。N(R)：所期望的下一帧的序号（隐含表示N(R)-1以前的帧已正确接收）。P/F：对主站为轮询位。主站想了解从站的状况时，就发送对主站为轮询位。主站想了解从站的状况时，就发送P/F=1的帧；的帧；对次站为终结位。次站发出的最终一个信息帧的对次站为终结位。次站发出的最终一个信息帧的P/F应为应为1，表示数，表示数 据已发送完。据已发送完。S：共2位，用于数据传输过程管理。M：共：共5位，用于链路限制和管理。位，用于链路限制和管理。N(S)和N(R)均以8为模，轮番运用0-7这8个编号39帧类型帧类型帧类型帧类型n nI I帧帧帧帧 ：N N（S S）发送帧的依次号发送帧的依次号发送帧的依次号发送帧的依次号n n N N（R R）接收帧的依次号接收帧的依次号接收帧的依次号接收帧的依次号n n P/F=Poll/Final P/F=Poll/Final，P=1 P=1 询问，询问，询问，询问，F=1 F=1 响应响应响应响应n n P P与与与与F F成对出现成对出现成对出现成对出现n nS S帧帧帧帧 ：监控功能位：监控功能位：监控功能位：监控功能位n n S=00 S=00，RRRR（receive readyreceive ready）n n S=01 S=01，RNRRNR（receive not readyreceive not ready）n n S=10 S=10，RJERJE（rejectreject）n n S=11 S=11，SREJSREJ（select rejectselect reject）n nUU帧帧帧帧 ：用于实现数据链路限制功能：用于实现数据链路限制功能：用于实现数据链路限制功能：用于实现数据链路限制功能40n nS S字段的定义字段的定义n nS=00S=00，接收就绪（，接收就绪（RRRR帧）帧）n n确认确认N(R)-1N(R)-1及以前的帧，恳求序号为及以前的帧，恳求序号为N(R)N(R)的帧。的帧。n nS=01S=01，拒绝（，拒绝（REJREJ帧）帧）n n恳求重发恳求重发N(R)N(R)起先的以后各帧起先的以后各帧(Go_Back_N ARQ)(Go_Back_N ARQ)。n nS=10S=10，接收未就绪（，接收未就绪（RNRRNR帧）帧）n n确认确认N(R)-1N(R)-1及以前的帧，从及以前的帧，从N(R)N(R)起先的以后各帧请起先的以后各帧请暂停发送。暂停发送。n nS=11S=11，选择拒绝（，选择拒绝（SREJSREJ帧）帧）n n恳求重发序号为恳求重发序号为N(R)N(R)的帧的帧(选择重传选择重传ARQ)ARQ)。n nMM字段定义了字段定义了3232种链路限制操作，常用的操作有：种链路限制操作，常用的操作有：n nSNRM/SARM/SABMSNRM/SARM/SABM：设置正常响应：设置正常响应/异步响应异步响应/异异步平衡模式步平衡模式n nDISCDISC：断开连接：断开连接n nCMADCMAD：拒绝收到的吩咐，断开连接（用于拒绝链：拒绝收到的吩咐，断开连接（用于拒绝链路初始化吩咐）路初始化吩咐）41UU帧的格式与链路限制功能帧的格式与链路限制功能帧的格式与链路限制功能帧的格式与链路限制功能424.4.4 数据链路层的工作过程数据链路层的工作过程n n简化的信息帧结构的表示方法简化的信息帧结构的表示方法简化的信息帧结构的表示方法简化的信息帧结构的表示方法n n一个信息帧的表示一个信息帧的表示一个信息帧的表示一个信息帧的表示 43n n无编号帧的表示方法无编号帧的表示方法无编号帧的表示方法无编号帧的表示方法 n nSNRMSNRM帧与帧与帧与帧与UAUA帧结构的表示方法帧结构的表示方法帧结构的表示方法帧结构的表示方法 44正常响应正常响应正常响应正常响应模式数据模式数据模式数据模式数据链路工作链路工作链路工作链路工作45探讨：数据链路层探讨：数据链路层探讨：数据链路层探讨：数据链路层与物理层的关系与物理层的关系与物理层的关系与物理层的关系464.5 Internet中的数据链路层中的数据链路层 4.5.1 Internet中主要的数据链路层协议中主要的数据链路层协议n nSLIP SLIP（Serial Line IPSerial Line IP）串行线路的串行线路的串行线路的串行线路的InternetInternet数据链路层协议数据链路层协议数据链路层协议数据链路层协议n nPPP PPP（Point-to-Point Protocol Point-to-Point Protocol）点点点点-点协议点协议点协议点协议n nSLIPSLIP与与与与PPPPPP用于串行通信的拨号线路上，是目前家庭用于串行通信的拨号线路上，是目前家庭用于串行通信的拨号线路上，是目前家庭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计算机或公司用户通过计算机或公司用户通过计算机或公司用户通过ISPISP接到接到接到接到InternetInternet主要的协议。主要的协议。主要的协议。主要的协议。474.5.2 SLIP协议协议n nSLIPSLIP出现于出现于出现于出现于2020世纪世纪世纪世纪8080年头初，最早是在年头初，最早是在年头初，最早是在年头初，最早是在BSD UNIX BSD UNIX 4.24.2版操作系统上实现的版操作系统上实现的版操作系统上实现的版操作系统上实现的;n nSLIPSLIP协议支持协议支持协议支持协议支持TCP/IPTCP/IP协议协议协议协议;n n对数据报进行了简洁的封装，然后来用对数据报进行了简洁的封装，然后来用对数据报进行了简洁的封装，然后来用对数据报进行了简洁的封装，然后来用RS-232RS-232接口接口接口接口串行线路进行传输串行线路进行传输串行线路进行传输串行线路进行传输;n nSLIPSLIP通常也用来将远程终端连接到通常也用来将远程终端连接到通常也用来将远程终端连接到通常也用来将远程终端连接到UNIXUNIX主机，也可主机，也可主机，也可主机，也可通过租用或拨号串行线路进行主机到路由器，以及通过租用或拨号串行线路进行主机到路由器，以及通过租用或拨号串行线路进行主机到路由器，以及通过租用或拨号串行线路进行主机到路由器，以及路由器到路由器的通信。路由器到路由器的通信。路由器到路由器的通信。路由器到路由器的通信。48典型的典型的典型的典型的SLIPSLIP接入方式接入方式接入方式接入方式n nInternetInternet的家庭或小型公司用户通过调制解调器、电话网的家庭或小型公司用户通过调制解调器、电话网的家庭或小型公司用户通过调制解调器、电话网的家庭或小型公司用户通过调制解调器、电话网络连接到络连接到络连接到络连接到ISPISP的调制解调器；的调制解调器；的调制解调器；的调制解调器；n nISPISP的调制解调器再通过它的路由器接入的调制解调器再通过它的路由器接入的调制解调器再通过它的路由器接入的调制解调器再通过它的路由器接入InternetInternet；n nSLIPSLIP系统一般可以发送和接收系统一般可以发送和接收系统一般可以发送