第5章-数据链路层协议及局域网技术.ppt

5.1数据链路层的基本概念数据链路层的概念数据链路层位于OSI参考模型的第二层，向下与物理层相接，向上与网络层相接。设立数据链路层的目的是将一条原始的、有差错的物理线路变为对网络层无差错的数据链路。为了实现这个目的，数据链路层必须执行链路管理、帧传输、流量控制和差错控制等任务。数据链路层的作用是通过物理层建立起来的链路，将具有一定意义和结构的信息正确地在实体之间进行传递，并为网络层提供有效的服务；或者说，通过一些数据链路层协议，在不太可靠的物理链路上实现可靠的数据传输。网络层的功能数据链路层最重要的作用就是：通过一些数据链路层协议，在不太可靠的物理链路上实现可靠的数据传输。为达到这一目的，数据链路层必须具备一系列相应的功能，主要有：如何将数据组合成数据块（在数据链路层中将这种数据块称为帧，帧是数据链路层的传送单位）；如何控制帧在物理信道上的传输，包括如何处理传输差错，如何调节发送速率以使之与接收方相匹配；在两个网络实体之间提供数据链路通路的建立、维持和释放管理。1．为网络层提供服务（l）无确认的无连接服务（2）有确认的无连接服务（3）有确认的面向连接的服务2．帧同步（1）字符计数法（2）字符填充法（3）比特填充法（4）编码违例法3．差错控制差错控制就是在数据通信中利用编码方法对传输中产生的差错进行控制，以提高数据传输的准确性。反馈纠错是在发送端采用某种能发现传输差错的简单方法，在接收端根据编码规则将收到的编码进行检查，一量检测出有错码时，即向发送端发出询问的信号，要求重发。前向纠错是在发送端采用某种能纠正传输差错的编码方法，在接收端根据编码规则将收到的编码进行检查，不仅能发现错码，还能够纠正错码。采用前向纠错方式时，不需要反馈信道，也不需要重发，有利于实时传输，但是纠错设备比较复杂。混合纠错的方式是：少量纠错在接收端自动纠正，差错较严重，超出自行纠正能力时，就向发送端发出询问信号，要求重发。4．流量控制当发送方在一个相对速度较快或负载较轻的机器上运行，而接收方却在一个相对速度较慢或负载较重的机器上运行时，就会出现发送方向接收方发送的信息，接收方来不及接收的现象。这样会造成信息丢失而出错。数据的发送与接收必须遵循一定的传送速率规则，可以使得接收方能及时地接收发送方发送的数据。并且当接收方来不及接收时，就必须及时控制发送方数据的发送速率，使两方面的速率基本匹配。流量控制实际上就是限制发送方的数据流量，使其发送的速率不要超过接收方的处理速度。网络层的功能5．链路管理数据链路层的“链路管理”功能包括数据链路的建立、维持和释放三个主要方面。6．MAC寻址此处所寻找的地址是计算机网卡的MAC地址，也称物理地址或硬件地址，而不是IP地址。在以太网中，采用MAC地址进行寻址，MAC地址被烧入每个以太网网卡中。7．区分数据与控制信息由于数据和控制信息都是在同一信道中传输，在许多情况下，数据和控制信息处于同一帧中，因此一定要有相应的措施使接收方能够将它们区分开来，以便向上层传送真正需要的数据信息。8．透明传输所谓透明传输是指可以让任何比特组合的数据可以在数据链路上进行有效传输。这就需要在所传的比特组合中区分出数据和控制信息，并采取相应的技术措施，使接收方不会将这样的数据误认为是某种控制信息。差错产生的原因及类型所谓差错是数据通过信道后接收的数据与发送的数据不一致。数据在传输中所产生的差错都是由热噪声引起的。热噪声是影响数据在通信媒体中正常传输的重要因素。热噪声分为随机热噪声和冲击热噪声。随机热噪声是通信信道上固有的、持续存在的热噪声。这种热噪声具有不固定性。冲击热噪声是由外界某种原因突发产生的热噪声。冲击热噪声幅度较大，是引起传输差错的主要原因。由热噪声引起的差错是随机差错，冲击噪声引起的差错是突发差错。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。差错控制就是检查是否出现差错以及如何纠正差错。差错控制如果在通信信道传输比特流的过程中产生差错，能够自动检测出错误并进行纠正。这种方法称为差错差错控制。差错控制的主要目的减少通信信道的传输错误。差错控制一般分为检错法和纠错法。检错法是指在传输中仅仅发送足以使接收端检测出差错的附加位，接收端检测到一个错误帧就要求重新发送数据。纠错法是指在传输中发送足够的附加位，使接收端能以很高的概率检测并纠正大多数差错。错误的纠正方法有两种：一种方法是当通过检验码发现有错误时，接收方要求数据的发送方重新发送整个数据单元；另一种方法是采用错误纠正码进行数据传输，自动纠正发生的错误。误码率误码率是指二进制比特序列在数据传输系统中被传错的概率，用公式表示为：Pe=错误接收的比特数/二进制比特总数误码率