《數(shù)據(jù)鏈路層》PPT課件.ppt

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1、第4章數(shù)據(jù)鏈路層本章學習要求：了解：數(shù)據(jù)傳輸過程中差錯產(chǎn)生的原因與性質。掌握：誤碼率的定義與差錯控制方法。掌握：數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念。了解：面向字符型數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議實例—BSC。掌握：面向比特型數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議實例—HDLC。掌握：Internet中的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議。24.1.1為什么要設計數(shù)據(jù)鏈路層比喻：在大廳中，很多人在談話物理層:讓對方能聽到聲音；多路復用：FDM：兩個兩個聚在一起，互不干擾TDM：輪流發(fā)言CDM：使用不同的語言，同時發(fā)言數(shù)據(jù)鏈路層：讓對方聽到的聲音能組成句子；并知道你談話的對象和使用的語言、習慣等34.1差錯產(chǎn)生與差錯控制方法4.1.1為什么要設計數(shù)據(jù)鏈路層在原始物

2、理傳輸線路上傳輸數(shù)據(jù)信號是有差錯的；設計數(shù)據(jù)鏈路層的主要目的：將有差錯的物理線路改進成無差錯的數(shù)據(jù)鏈路；方法—差錯檢測差錯控制流量控制作用：改善數(shù)據(jù)傳輸質量，向網(wǎng)絡層提供高質量的服務。44.1.2差錯產(chǎn)生的原因和差錯類型傳輸差錯—通過通信信道后接收的數(shù)據(jù)與發(fā)送數(shù)據(jù)不一致的現(xiàn)象;差錯控制—檢查是否出現(xiàn)差錯以及如何糾正差錯；通信信道的噪聲分為兩類：熱噪聲和沖擊噪聲；熱噪聲：由電子熱運動引起，是隨機差錯；沖擊噪聲：由外界電磁干擾引起，是突發(fā)差錯；引起突發(fā)差錯的位長稱為突發(fā)長度；在通信過程中產(chǎn)生的傳輸差錯，是由隨機差錯與突發(fā)差錯共同構成的。5傳輸差錯產(chǎn)生過程64.1.3誤碼率的定義誤碼率定義：

3、二進制比特在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中被傳錯的概率，它在數(shù)值上近似等于：Pe=Ne/N其中，N為傳輸?shù)亩M制比特總數(shù)；Ne為被傳錯的比特數(shù)。對于一個實際的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，不能籠統(tǒng)地說誤碼率越低越好，要根據(jù)實際傳輸要求提出誤碼率要求；差錯的出現(xiàn)具有隨機性，在實際測量一個數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)時，只有被測量的傳輸二進制比特數(shù)越大，才會越接近于真正的誤碼率值。74.1.4檢錯碼與糾錯碼糾錯碼：每個傳輸?shù)姆纸M帶上足夠的冗余信息；接收端能發(fā)現(xiàn)并自動糾正傳輸差錯。需要冗余信息太多，不實用。檢錯碼:分組僅包含足以使接收端發(fā)現(xiàn)差錯的冗余信息；接收端能發(fā)現(xiàn)出錯，但不能確定哪一比特是錯的，并且自己不能糾正傳輸差錯。配合確認-重傳機

4、制，實用。8常用的檢錯碼奇偶校驗碼增加冗余位來使得碼字中“1”的個數(shù)保持奇或偶數(shù)；能檢測出奇數(shù)位的錯，但檢測不出偶數(shù)位的錯對于突發(fā)錯誤來說，奇數(shù)位錯與偶數(shù)位錯的概率接近于相等，因而對差錯的漏檢率接近于1/2。循環(huán)冗余編碼CRC又稱為多項式碼，這是因為任何一個由二進制數(shù)位串組成的代碼都可以和一個只含有0和1兩個系數(shù)的多項式建立一一對應的關系。目前應用最廣的檢錯碼編碼方法之一94.1.5循環(huán)冗余編碼工作原理10舉例：生成余數(shù)發(fā)送校驗11CRC正確性的證明發(fā)送序列T(x)=f(x)*xk+R(x)因為：f(x)*xk=G（x）*Q（x）+R(x)所以：T(x)=G（x）*Q（x）+R(x)+R

5、(x)又CRC校驗碼生成采用的是二進制模二算法，即異或操作，有R(x)+R(x)=0所以：T(x)=G（x）*Q（x）所以：若T(x)/G（x）=0，則校驗成功12標準CRC生成多項式G（x）CRC-12G（x）=x12+x11+x3+x2+x+1CRC-16G（x）=x16+x15+x2+1CRC-CCITTG（x）=x16+x12+x5+1CRC-32G（x）=x32+x26+x23+x22+x16+x12+x11+x10+x8+x7+x5+x4+x2+x+113CRC校驗碼的檢錯能力CRC校驗碼能檢查出全部單個錯；CRC校驗碼能檢查出全部離散的二位錯；CRC校驗碼能檢查出全部奇數(shù)個

6、錯；CRC校驗碼能檢查出全部長度小于或等于K位的突發(fā)錯；CRC校驗碼能以[1-（1/2）K-1]的概率檢查出長度為（K+1）位的突發(fā)錯；如果K=16，則該CRC校驗碼能全部檢查出小于或等于16位的所有的突發(fā)差錯，并能以1-（1/2）16-1=99.997％的概率檢查出長度為17位的突發(fā)錯，漏檢概率為0.003%；144.1.6差錯控制機制反饋重發(fā)機制15反饋重發(fā)機制的分類停止等待方式16連續(xù)工作方式拉回方式選擇重發(fā)方式174.2數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念4.2.1物理線路與數(shù)據(jù)鏈路線路—鏈路物理線路—數(shù)據(jù)鏈路（帶控制規(guī)程）184.2.2數(shù)據(jù)鏈路控制鏈路管理：收發(fā)雙方的呼應幀同步：確定幀頭幀尾流

7、量控制：窗口協(xié)議差錯控制：檢錯、重傳幀的透明傳輸：當數(shù)據(jù)中出現(xiàn)控制字符尋址：多點連接194.2.3數(shù)據(jù)鏈路層向網(wǎng)絡層提供的服務數(shù)據(jù)鏈路層服務的類型：面向連接確認服務：廣域網(wǎng)適用；無連接確認服務：無線通信適用；無連接不確認服務：局域網(wǎng)適用，由高層負責糾錯。數(shù)據(jù)鏈路層提供的服務：正確性的校驗；判斷目的MAC地址是否本機；提交網(wǎng)絡層（實現(xiàn)路由）；為數(shù)據(jù)傳輸?shù)较乱徽窘?shù)據(jù)鏈路。20實際數(shù)據(jù)路徑與虛擬數(shù)據(jù)路徑214.3面向字符型數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)