2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義1數(shù)據(jù)鏈路層2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第2頁主要內(nèi)容基本概念定義為網(wǎng)絡(luò)層提供服務(wù)錯誤檢測和糾正糾錯碼檢錯碼數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議理想條件連續(xù)ARQ和選擇重傳ARQ滑動窗口協(xié)議基本概念2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第3頁定義和功能定義要解決的問題如何在有差錯的線路上，進行無差錯傳輸。ISO關(guān)于數(shù)據(jù)鏈路層的定義數(shù)據(jù)鏈路層的目的是為了提供功能上和規(guī)程上的方法，以便建立、維護和釋放網(wǎng)絡(luò)實體間的數(shù)據(jù)鏈路。結(jié)點（node）：網(wǎng)絡(luò)中的主機（host）和路由器（router）稱為結(jié)點鏈路（link）：通信路徑上連接相鄰結(jié)點的通信信道稱為鏈路。數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議定義了一條鏈路的兩個結(jié)點間交換的數(shù)據(jù)單元格式，以及結(jié)點發(fā)送和接收數(shù)據(jù)單元的動作。基本概念2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第4頁端到端（endtoend）與點到點（pointtopoint）從源結(jié)點（sourcenode）到目的結(jié)點（destinationnode）的通信稱為端到端通信，通信路徑（path）可能由多個鏈路組成。在相鄰結(jié)點間的一條鏈路上的通信稱為點到點通信。虛擬數(shù)據(jù)通路，實際數(shù)據(jù)通路見下圖基本概念2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第5頁基本概念2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第6頁數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程為使數(shù)據(jù)能迅速、正確、有效地從發(fā)送點到達接收點所采用的控制方式。數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議應(yīng)提供的最基本功能鏈路管理數(shù)據(jù)鏈路的建立、維護和釋放定界與同步能夠從接受到的比特流當(dāng)中準(zhǔn)確的區(qū)分出一幀的開始和結(jié)束差錯控制糾錯和差錯檢測流量控制調(diào)節(jié)通訊雙方通訊速度尋址確保每一幀能夠到達正確的目的端基本概念2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第7頁為網(wǎng)絡(luò)層提供服務(wù)為網(wǎng)絡(luò)層提供三種合理的服務(wù)無確認(rèn)無連接服務(wù)，適用于誤碼率很低的線路，錯誤恢復(fù)留給高層；實時業(yè)務(wù)大部分局域網(wǎng)有確認(rèn)無連接服務(wù)，適用于不可靠的信道，如無線網(wǎng)。有確認(rèn)有連接服務(wù)基本概念2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第8頁主要內(nèi)容基本概念定義為網(wǎng)絡(luò)層提供服務(wù)錯誤檢測和糾正糾錯碼檢錯碼數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議理想條件連續(xù)ARQ和選擇重傳ARQ滑動窗口協(xié)議HDLC和PPP2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第9頁差錯出現(xiàn)的特點：隨機，連續(xù)突發(fā)（burst）信道的電氣特性引起信號幅度、頻率、相位的畸變；信號反射；串?dāng)_；閃電、大功率電機的啟停等。處理差錯的兩種基本策略使用糾錯碼：發(fā)送方在每個數(shù)據(jù)塊中加入足夠的冗余信息，使得接收方能夠判斷接收到的數(shù)據(jù)是否有錯，并能糾正錯誤。使用檢錯碼：發(fā)送方在每個數(shù)據(jù)塊中加入足夠的冗余信息，使得接收方能夠判斷接收到的數(shù)據(jù)是否有錯，但不能判斷哪里有錯。錯誤檢測和糾正2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第10頁差錯檢測主要有兩種方法：1.奇偶校驗（ParityChecking）2.循環(huán)冗余校驗（CRC,CyclicRedundancyCheck）錯誤檢測和糾正2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第11頁1.奇偶校驗（ParityChecking）

在原始數(shù)據(jù)字節(jié)的最高位增加一個附加比特位，使結(jié)果中1的個數(shù)為奇數(shù)(奇校驗)或偶數(shù)(偶校驗)。增加的位稱為奇偶校驗位。

例：原始數(shù)據(jù)=1100010，采用偶校驗。則增加校驗位后的數(shù)據(jù)為11100010

若接收方收到的字節(jié)奇偶結(jié)果不正確，就可以知道傳輸中發(fā)生了錯誤。奇偶校驗只能檢測出奇數(shù)個比特位錯，對偶數(shù)個比特位錯則無能為力。錯誤檢測和糾正2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第12頁2.循環(huán)冗余校驗（CyclicRedundancyCheck）一種通過多項式除法檢測錯誤的方法。

編碼思想：將位串看成系數(shù)為0或1的多項式檢錯思想：收發(fā)雙方約定一個生成多項式G(x)（其最高階和最低階系數(shù)必須為1），發(fā)送方在幀的末尾加上校驗和，使帶校驗和的幀的多項式能被G(x)整除。接收方收到后，用G(x)除多項式，若有余數(shù)，則傳輸有錯。錯誤檢測和糾正2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第13頁CRC校驗和算法G(x)最高階為r，在幀尾補r個0模2除G(x)得到余數(shù)將補0后的幀按照模2減法減去余數(shù)得到帶校驗和的幀T(x)錯誤檢測和糾正2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第14頁CRC校驗示例待校驗數(shù)據(jù)：1101,0110,11G(x)=x4+x+1,即10011

1101011011000010011

1100001010

10011

10011

10011

000010110

10011

10100

10011

1110余數(shù)∴傳送序列T(x)=1101,0110,1111,10異或錯誤檢測和糾正2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第15頁四個多項式已成為國際標(biāo)準(zhǔn)CRC-12=x12+x11+x3+x2+x+1CRC-16=x16+x15+x2+1CRC-CCITT =x16+x12+x5+1CRC-32硬件實現(xiàn)CRC校驗網(wǎng)卡NIC（NetworkInterfaceCard）錯誤檢測和糾正2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第16頁主要內(nèi)容基本概念定義為網(wǎng)絡(luò)層提供服務(wù)錯誤檢測和糾正糾錯碼檢錯碼數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議理想條件連續(xù)ARQ和選擇重傳ARQ滑動窗口協(xié)議HDLC和PPP2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第17頁停止等待協(xié)議完全理想化的數(shù)據(jù)傳輸理想信道無窮緩存簡單流量控制理想信道有限緩存實用的停-等協(xié)議非理想信道有限緩存2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第18頁完全理想化的數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)鏈路層主機

A緩存主機

B數(shù)據(jù)鏈路AP2AP1緩存發(fā)送方接收方幀高層幀2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第19頁完全理想化的數(shù)據(jù)傳輸

所基于的兩個假定假定1：鏈路是理想的傳輸信道，所傳送的任何數(shù)據(jù)既不會出差錯也不會丟失。假定2：不管發(fā)方以多快的速率發(fā)送數(shù)據(jù)，收方總是來得及收下，并及時上交主機。這個假定就相當(dāng)于認(rèn)為：接收端向主機交付數(shù)據(jù)的速率永遠(yuǎn)不會低于發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)的速率。

2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第20頁具有最簡單流量控制的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議現(xiàn)在去掉上述的第二個假定。但是，仍然保留第一個假定，即主機A向主機B傳輸數(shù)據(jù)的信道仍然是無差錯的理想信道。然而現(xiàn)在不能保證接收端向主機交付數(shù)據(jù)的速率永遠(yuǎn)不低于發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)的速率。由收方控制發(fā)方的數(shù)據(jù)流，乃是計算機網(wǎng)絡(luò)中流量控制的一個基本方法。2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第21頁具有最簡單流量控制的

數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議算法在發(fā)送結(jié)點：

(1)從主機取一個數(shù)據(jù)幀。

(2)將數(shù)據(jù)幀送到數(shù)據(jù)鏈路層的發(fā)送緩存。

(3)將發(fā)送緩存中的數(shù)據(jù)幀發(fā)送出去。

(4)等待。

(5)若收到由接收結(jié)點發(fā)過來的信息(此信息的格式與內(nèi)容可由雙方事先商定好)，則從主機取一個新的數(shù)據(jù)幀，然后轉(zhuǎn)到(2)。2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第22頁具有最簡單流量控制的

數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議算法（續(xù)）在接收結(jié)點：

(1)等待。

(2)若收到由發(fā)送結(jié)點發(fā)過來的數(shù)據(jù)幀，則將其放入數(shù)據(jù)鏈路層的接收緩存。

(3)將接收緩存中的數(shù)據(jù)幀上交主機。

(4)向發(fā)送結(jié)點發(fā)一信息，表示數(shù)據(jù)幀已經(jīng)上交給主機。

(5)轉(zhuǎn)到(1)。2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第23頁兩種情況的對比（傳輸均無差錯）ABDATADATADATADATA送主機B送主機B送主機B送主機BABDATA送主機BDATA送主機B時間不需要流量控制需要流量控制2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第24頁實用的停止等待協(xié)議時間ABDATA0送主機ACKDATA1送主機ACK(a)正常情況ABDATA0DATA0送主機ACK(c)數(shù)據(jù)幀丟失重傳tout丟失！ABDATA0送主機ACKDATA0丟棄ACK(d)確認(rèn)幀丟失重傳tout丟失！ABDATA0NAKDATA0送主機ACK(b)數(shù)據(jù)幀出錯重傳出錯四種情況2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第25頁超時計時器的作用結(jié)點A發(fā)送完一個數(shù)據(jù)幀時，就啟動一個超時計時器(timeouttimer)。計時器又稱為定時器。若到了超時計時器所設(shè)置的重傳時間tout而仍收不到結(jié)點B的任何確認(rèn)幀，則結(jié)點A就重傳前面所發(fā)送的這一數(shù)據(jù)幀。一般可將重傳時間選為略大于“從發(fā)完數(shù)據(jù)幀到收到確認(rèn)幀所需的平均時間”。2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第26頁解決重復(fù)幀的問題使每一個數(shù)據(jù)幀帶上不同的發(fā)送序號。每發(fā)送一個新的數(shù)據(jù)幀就把它的發(fā)送序號加1。若結(jié)點B收到發(fā)送序號相同的數(shù)據(jù)幀，就表明出現(xiàn)了重復(fù)幀。這時應(yīng)丟棄重復(fù)幀，因為已經(jīng)收到過同樣的數(shù)據(jù)幀并且也交給了主機B。但此時結(jié)點B還必須向A發(fā)送確認(rèn)幀ACK，因為B已經(jīng)知道A還沒有收到上一次發(fā)過去的確認(rèn)幀ACK。2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第27頁幀的編號問題任何一個編號系統(tǒng)的序號所占用的比特數(shù)一定是有限的。因此，經(jīng)過一段時間后，發(fā)送序號就會重復(fù)。序號占用的比特數(shù)越少，數(shù)據(jù)傳輸?shù)念~外開銷就越小。對于停止等待協(xié)議，由于每發(fā)送一個數(shù)據(jù)幀就停止等待，因此用一個比特來編號就夠了。一個比特可表示0和1兩種不同的序號。

2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第28頁幀的發(fā)送序號數(shù)據(jù)幀中的發(fā)送序號N(S)以0和1交替的方式出現(xiàn)在數(shù)據(jù)幀中。每發(fā)一個新的數(shù)據(jù)幀，發(fā)送序號就和上次發(fā)送的不一樣。用這樣的方法就可以使收方能夠區(qū)分開新的數(shù)據(jù)幀和重傳的數(shù)據(jù)幀了。2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第29頁可靠傳輸雖然物理層在傳輸比特時會出現(xiàn)差錯，但由于數(shù)據(jù)鏈路層的停止等待協(xié)議采用了有效的檢錯重傳機制，數(shù)據(jù)鏈路層對上面的網(wǎng)絡(luò)層就可以提供可靠傳輸?shù)姆?wù)。2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第30頁停止等待協(xié)議的算法這里不使用否認(rèn)幀（實用的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議大都是這樣的），而且確認(rèn)幀帶有序號n。按照習(xí)慣的表示法，ACKn

表示“第

n–1

號幀已經(jīng)收到，現(xiàn)在期望接收第

n

號幀”。ACK1表示“0

號幀已收到，現(xiàn)在期望接收的下一幀是

1

號幀”；ACK0

表示“1

號幀已收到，現(xiàn)在期望接收的下一幀是0號幀”。

2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第31頁在發(fā)送結(jié)點(1)從主機取一個數(shù)據(jù)幀，送交發(fā)送緩存。(2)V(S)←0。(3)N(S)←V(S)。(4)將發(fā)送緩存中的數(shù)據(jù)幀發(fā)送出去。(5)設(shè)置超時計時器。(6)等待。{等待以下(7)和(8)這兩個事件中最先出現(xiàn)的一個}(7)收到確認(rèn)幀ACKn，若n=1–V(s)，則：從主機取一個新的數(shù)據(jù)幀，放入發(fā)送緩存；

V(S)←[1

V(S)]，轉(zhuǎn)到(3)。否則，丟棄這個確認(rèn)幀，轉(zhuǎn)到(6)。(8)若超時計時器時間到，則轉(zhuǎn)到(4)。2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第32頁在接收結(jié)點(1)V(R)←0。(2)等待。(3)收到一個數(shù)據(jù)幀；若N(S)=V(R)，則執(zhí)行(4)；否則丟棄此數(shù)據(jù)幀，然后轉(zhuǎn)到(6)。(4)將收到的數(shù)據(jù)幀中的數(shù)據(jù)部分送交上層軟件（也就是數(shù)據(jù)鏈路層模型中的主機）。(5)V(R)←[1

V(R)]。(6)n←V(R)；發(fā)送確認(rèn)幀ACKn，轉(zhuǎn)到(2)。2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第33頁停止等待協(xié)議的要點只有收到序號正確的確認(rèn)幀

ACKn

后，才更新發(fā)送狀態(tài)變量

V(S)一次，并發(fā)送新的數(shù)據(jù)幀。接收端接收到數(shù)據(jù)幀時，就要將發(fā)送序號

N(S)

與本地的接收狀態(tài)變量

V(R)

相比較。若二者相等就表明是新的數(shù)據(jù)幀，就收下，并發(fā)送確認(rèn)。否則為重復(fù)幀，就必須丟棄。但這時仍須向發(fā)送端發(fā)送確認(rèn)幀

ACKn，而接收狀態(tài)變量

V(R)

和確認(rèn)序號

n

都不變。

2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第34頁停止等待協(xié)議的要點（續(xù)）連續(xù)出現(xiàn)相同發(fā)送序號的數(shù)據(jù)幀，表明發(fā)送端進行了超時重傳。連續(xù)出現(xiàn)相同序號的確認(rèn)幀，表明接收端收到了重復(fù)幀。發(fā)送端在發(fā)送完數(shù)據(jù)幀時，必須在其發(fā)送緩存中暫時保留這個數(shù)據(jù)幀的副本。這樣才能在出差錯時進行重傳。只有確認(rèn)對方已經(jīng)收到這個數(shù)據(jù)幀時，才可以清除這個副本。2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第35頁停止等待協(xié)議的要點（續(xù)）實用的

CRC

檢驗器都是用硬件完成的。CRC檢驗器能夠自動丟棄檢測到的出錯幀。因此所謂的“丟棄出錯幀”，對上層軟件或用戶來說都是感覺不到的。發(fā)送端對出錯的數(shù)據(jù)幀進行重傳是自動進行的，因而這種差錯控制體制常簡稱為ARQ(AutomaticRepeatreQuest)，即：自動重傳請求。2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第36頁停止等待協(xié)議的定量分析信道利用率：TD發(fā)送方發(fā)送分組的時間，RTT：往返時間，TA：接收方發(fā)送確認(rèn)分組的時間2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第37頁設(shè)數(shù)據(jù)幀出現(xiàn)錯誤的概率為p，并假設(shè)確認(rèn)幀不會出現(xiàn)錯誤，在不限制重傳次數(shù)的情況下可以計算出正確傳輸一幀所需要的平均時間tav。tav=t*（1+平均傳輸次數(shù)）平均傳輸次數(shù)=有tav=t/(1-p)2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第38頁停止等待協(xié)議ARQ的優(yōu)缺點優(yōu)點：比較簡單。缺點：通信信道的利用率不高，也就是說，信道還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有被數(shù)據(jù)比特填滿。為了克服這一缺點，就產(chǎn)生了另外兩種協(xié)議，即連續(xù)ARQ和選擇重傳ARQ。2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第39頁主要內(nèi)容基本概念定義為網(wǎng)絡(luò)層提供服務(wù)錯誤檢測和糾正糾錯碼檢錯碼數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議理想條件連續(xù)ARQ和選擇重傳ARQ滑動窗口協(xié)議HDLC和PPP2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第40頁連續(xù)ARQ協(xié)議在發(fā)送完一個數(shù)據(jù)幀后，不是停下來等待確認(rèn)幀，而是可以連續(xù)再發(fā)送若干個數(shù)據(jù)幀。如果這時收到了接收端發(fā)來的確認(rèn)幀，那么還可以接著發(fā)送數(shù)據(jù)幀。由于減少了等待時間，整個通信的吞吐量就提高了。2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第41頁連續(xù)ARQ協(xié)議的工作原理DATA0DATA1DATA2DATA3DATA4DATA5重傳DATA2重傳DATA3ACK1ACK2ACK1確認(rèn)DATA0ACK2確認(rèn)DATA1DATA2出錯，丟棄DATA3不按序，丟棄，重傳ACK2DATA4不按序，丟棄，重傳ACK2DATA5不按序，丟棄，重傳ACK2ACK3ACK3確認(rèn)DATA2ACK4確認(rèn)DATA3ACK4重傳DATA5重傳DATA4超時重傳時間ABtout送交主機送交主機…??ACK2ACK2ACK22025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第42頁需要注意：(1)接收端只按序接收數(shù)據(jù)幀。雖然在有差錯的2號幀之后接著又收到了正確的3個數(shù)據(jù)幀，但接收端都必須將這些幀丟棄，因為在這些幀前面有一個2號幀還沒有收到。雖然丟棄了這些不按序的無差錯幀，但應(yīng)重復(fù)發(fā)送已發(fā)送過的最后一個確認(rèn)幀（防止確認(rèn)幀丟失）。(2)ACK1表示確認(rèn)0號幀DATA0，并期望下次收到1號幀；ACK2表示確認(rèn)1號幀DATA1，并期望下次收到2號幀。依此類推。

2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第43頁需要注意：(3)結(jié)點A在每發(fā)送完一個數(shù)據(jù)幀時都要設(shè)置該幀的超時計時器。如果在所設(shè)置的超時時間內(nèi)收到確認(rèn)幀，就立即將超時計時器清零。但若在所設(shè)置的超時時間到了而未收到確認(rèn)幀，就要重傳相應(yīng)的數(shù)據(jù)幀（仍需重新設(shè)置超時計時器）。在等不到2號幀的確認(rèn)而重傳2號數(shù)據(jù)幀時，雖然結(jié)點A已經(jīng)發(fā)完了5號幀，但仍必須向回走，將2號幀及其以后的各幀全部進行重傳。連續(xù)ARQ又稱為Go-back-N(GBN)ARQ，意思是當(dāng)出現(xiàn)差錯必須重傳時，要向回走N個幀，然后再開始重傳。2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第44頁主要內(nèi)容基本概念定義為網(wǎng)絡(luò)層提供服務(wù)錯誤檢測和糾正糾錯碼檢錯碼數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議理想條件連續(xù)ARQ和選擇重傳ARQ滑動窗口協(xié)議HDLC和PPP2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第45頁滑動窗口的概念發(fā)送端和接收端分別設(shè)定發(fā)送窗口和接收窗口。發(fā)送窗口用來對發(fā)送端進行流量控制。發(fā)送窗口的大小WT

代表在還沒有收到對方確認(rèn)信息的情況下發(fā)送端最多可以發(fā)送多少個數(shù)據(jù)幀。2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第46頁01234567012發(fā)送窗口WT不允許發(fā)送這些幀允許發(fā)送5個幀(a)01234567012不允許發(fā)送這些幀還允許發(fā)送4個幀WT已發(fā)送(b)01234567012不允許發(fā)送這些幀WT已發(fā)送(c)01234567012不允許發(fā)送這些幀還允許發(fā)送

3個幀WT已發(fā)送

已發(fā)送并已收到確認(rèn)(d)2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第47頁接收端設(shè)置接收窗口在接收端只有當(dāng)收到的數(shù)據(jù)幀的發(fā)送序號落入接收窗口內(nèi)才允許將該數(shù)據(jù)幀收下。若接收到的數(shù)據(jù)幀落在接收窗口之外，則一律將其丟棄。在連續(xù)ARQ協(xié)議中，接收窗口的大小WR=1。只有當(dāng)收到的幀的序號與接收窗口一致時才能接收該幀。否則，就丟棄它。每收到一個序號正確的幀，接收窗口就向前（即向右方）滑動一個幀的位置。同時發(fā)送對該幀的確認(rèn)。

2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第48頁不允許接收這些幀01234567012WR準(zhǔn)備接收0號幀(a)不允許接收這些幀01234567012WR準(zhǔn)備接收

1號幀已收到(b)不允許接收這些幀01234567012WR準(zhǔn)備接收4號幀已收到(c)2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第49頁滑動窗口的重要特性只有在接收窗口向前滑動時（與此同時也發(fā)送了確認(rèn)），發(fā)送窗口才有可能向前滑動。收發(fā)兩端的窗口按照以上規(guī)律不斷地向前滑動，因此這種協(xié)議又稱為滑動窗口協(xié)議。當(dāng)發(fā)送窗口和接收窗口的大小都等于1時，就是停止等待協(xié)議。2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第50頁發(fā)送窗口的最大值當(dāng)用n個比特進行編號時，若接收窗口的大小為1，則只有在發(fā)送窗口的大小WT

2n1時，連續(xù)ARQ協(xié)議才能正確運行。例如，當(dāng)采用3bit編碼時，發(fā)送窗口的最大值是7而不是8。2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第51頁最佳幀長若數(shù)據(jù)幀的幀長取得很短，那么控制信息在每一幀中所占的比例就增大，因而額外開銷增大，這就導(dǎo)致信道利用率的下降。若幀長取得太長，則數(shù)據(jù)幀在傳輸過程中出錯的概率就增大，于是重傳次數(shù)將增大，這也會使信道利用率下降。由此可見，存在一個最佳幀長，在此幀長下信道的利用率最高。2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第52頁選擇重傳ARQ協(xié)議可加大接收窗口，先收下發(fā)送序號不連續(xù)但仍處在接收窗口中的那些數(shù)據(jù)幀。等到所缺序號的數(shù)據(jù)幀收到后再一并送交主機。選擇重傳ARQ協(xié)議可避免重復(fù)傳送那些本來已經(jīng)正確到達接收端的數(shù)據(jù)幀。但我們付出的代價是在接收端要設(shè)置具有相當(dāng)容量的緩存空間。對于選擇重傳ARQ協(xié)議，若用n

比特進行編號，則接收窗口的最大值受下式的約束WR

2n/2

2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第53頁主要內(nèi)容基本概念定義為網(wǎng)絡(luò)層提供服務(wù)錯誤檢測和糾正糾錯碼檢錯碼數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議理想條件連續(xù)ARQ和選擇重傳ARQ滑動窗口協(xié)議HDLC和PPP2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第54頁面向比特的鏈路控制規(guī)程HDLC(HighlevelDataLinkControl）IBMSDLCANSIADCCPISOHDLCCCITTLAPSNA網(wǎng)絡(luò)美國標(biāo)準(zhǔn)國際標(biāo)準(zhǔn)電信標(biāo)準(zhǔn)LAPBX.25網(wǎng)2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第55頁HDLC(高級數(shù)據(jù)鏈路控制)HDLC的特性透明傳輸可靠性高傳輸效率高靈活性高HDLC是面向比特協(xié)議采用比特填充技術(shù)根據(jù)特定用途選擇一個子集2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第56頁HDLC(高級數(shù)據(jù)鏈路控制)基本概念站的類型主站從站組合站負(fù)責(zé)控制整個鏈路的操作。由主站發(fā)出的幀為命令。在主站的控制下進行操作。由從站發(fā)出的幀為響應(yīng)。組合了主站和從站兩種特性。發(fā)送命令幀接收響應(yīng)幀管理整個鏈路接收來自主站的命令幀向主站發(fā)送響應(yīng)幀配合主站參與差錯恢復(fù)數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)流的擴展、差錯檢測和恢復(fù)等2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第57頁HDLC(高級數(shù)據(jù)鏈路控制)鏈路結(jié)構(gòu)非平衡型平衡型由一個主站和若干個從站組成。由兩個組合站組成。組合站組合站命令命令響應(yīng)響應(yīng)主站從站命令響應(yīng)從站從站支持全雙工和半雙工傳輸。2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第58頁HDLC(高級數(shù)據(jù)鏈路控制)HDLC基本內(nèi)容幀格式AddressControlInformationCRC8880168b0111111001111110全“1”廣播地址用于對全部站點的探詢沒有格式和內(nèi)容的限制。長度受緩沖區(qū)和差錯特性的限制。一般

256個字節(jié)。CRC冗余校驗不包括Flag和填充的0生成多項式g(x)=x16+x12+x5+1全“0”無站地址用于測試數(shù)據(jù)鏈路的工作狀態(tài)2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第59頁HDLC(高級數(shù)據(jù)鏈路控制)零比特填充法數(shù)據(jù)中某一段比特組合恰好出現(xiàn)和F字段一樣的情況發(fā)送端在5個連1之后填入0比特再發(fā)送出去在接受端將5個連一之后的0比特刪除，恢復(fù)原樣01001111110001010會誤認(rèn)為是F字段010011111010001010010011111010001010填入0在此位置刪除02025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第60頁10typeP/FN(R)11MP/FM0N(S)P/FN(R)信息幀(I)管理幀(S)無編號幀(U)對信息幀的應(yīng)答和命令幀的響應(yīng)傳遞命令和控制信息控制字段表示命令和響應(yīng)的類別和功能。N(S)：當(dāng)前發(fā)送幀的編號；N(R)：接收方期待的下一幀。P/F(Poll/Final)：探詢/終止位。分別用在命令和響應(yīng)幀中。HDLC(高級數(shù)據(jù)鏈路控制)2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第61頁HDLC(高級數(shù)據(jù)鏈路控制)命令和響應(yīng)S幀用于鏈路狀態(tài)的監(jiān)視控制。這類格式為響應(yīng)幀。S-幀確認(rèn)序號小于N(R)的幀，但請求重發(fā)序號從N(R)開始的幀。后退N協(xié)議通知發(fā)送站重發(fā)序號為N(R)的幀。選擇重發(fā)協(xié)議Type

幀N(R)意義幀功能00RRN(R)之前各幀收妥肯定應(yīng)答01REJ重發(fā)幀的開始序號否定應(yīng)答10RNRN(R)之前各幀收妥請求暫停發(fā)送01SREJ重發(fā)幀的序號請求重發(fā)N(R)幀2025/4/9計算機網(wǎng)絡(luò)講義第62頁HDLC(高級數(shù)據(jù)鏈路控制)U-幀主要用于各種無編號的命令和響應(yīng)。這些命令和響應(yīng)用來擴充鏈路控制功能的種類。M(34678)幀命令/響應(yīng)幀功能00001SNRM*設(shè)置正常響應(yīng)模式11000SARM*設(shè)置異步響應(yīng)模式11100SABM*設(shè)置異步平衡模式00010DISC*斷開連接10001FRMR**拒絕幀11001RESET*重置00110UA*應(yīng)答設(shè)置/