《课件(2012-9-24)3-1.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《课件(2012-9-24)3-1.ppt（34页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、计算机网络课程教师：许向阳教师：许向阳 2012.92012.9问题问题1 1：采用码分复用技术时，：采用码分复用技术时，A A站想要接收空中站想要接收空中站想要接收空中站想要接收空中 B B B B发送的信号，发送的信号，发送的信号，发送的信号，A A A A站如何做站如何做站如何做站如何做？问题问题2 2：2G2G与与 3G 3G 手机的区别手机的区别？1G2G3G4G电信2000.4分家小灵通PHS 天翼 CDMA2000 LTE-FDD 联通94.7GSM、CDMA沃3G W-CDMA LTE-FDD 移动模拟大哥大GSMG3 TD-SCDMA LTE-TDD 第三章第三章第三章第三章
2、 数据链路层数据链路层数据链路层数据链路层局域网局域网广域网广域网主机主机 H1主机主机 H2路由器路由器 R1路由器路由器 R2路由器路由器 R3电话网电话网局域网局域网主机主机 H1 向向 H2 发送数据发送数据链路层链路层应用层应用层运输层运输层网络层网络层物理层物理层链路层链路层应用层应用层运输层运输层网络层网络层物理层物理层链路层链路层网络层网络层物理层物理层链路层链路层网络层网络层物理层物理层链路层链路层网络层网络层物理层物理层R1R2R3H1H2从层次上来看数据的流动从层次上来看数据的流动数据链路层的简单模型数据链路层的简单模型数据链路层的简单模型数据链路层的简单模型局域网局域网
3、广域网广域网主机主机 H1主机主机 H2路由器路由器 R1路由器路由器 R2路由器路由器 R3电话网电话网局域网局域网主机主机 H1 向向 H2 发送数据发送数据链路层链路层应用层应用层运输层运输层网络层网络层物理层物理层链路层链路层应用层应用层运输层运输层网络层网络层物理层物理层链路层链路层网络层网络层物理层物理层链路层链路层网络层网络层物理层物理层链路层链路层网络层网络层物理层物理层R1R2R3H1H2仅从数据链路层观察帧的流动仅从数据链路层观察帧的流动3.1 3.1 使用点对点信道的数据链路层使用点对点信道的数据链路层使用点对点信道的数据链路层使用点对点信道的数据链路层几个基本概念几个基
4、本概念：1 1、点对点信道：采用一对一的通信方式、点对点信道：采用一对一的通信方式2 2、广播信道：、广播信道：使用一对多的广播通信使用一对多的广播通信3 3、链、链 路：路：无源的、点到点的物理线路无源的、点到点的物理线路4 4、数据链路：、数据链路：实现通信协议的硬件、软件实现通信协议的硬件、软件 加载在链路，就构成了加载在链路，就构成了 IP 数据报数据报1010 0110帧帧取出取出数据数据链路层链路层网络层网络层链路链路结点结点 A结点结点 B物理层物理层数据数据链路层链路层结点结点 A结点结点 B帧帧(a)(b)发送发送帧帧接收接收链路链路IP 数据报数据报1010 0110帧帧装
5、入装入数据链路层传送的是帧数据链路层传送的是帧数据链路层传送的是帧数据链路层传送的是帧数据链路层像个数字管道数据链路层像个数字管道数据链路层像个数字管道数据链路层像个数字管道 示意图：两个对等的数据链路层存在管道，管道中传输着数据，单位是“帧”结点结点结点结点帧帧帧帧3.1.2 3.1.2 三个基本问题三个基本问题三个基本问题三个基本问题 1)1)封装成帧-封装的作用如同邮局寄包裹采封装的作用如同邮局寄包裹采用专用纸箱用专用纸箱2)2)透明传输-不管中间过程如何，数据的长不管中间过程如何，数据的长度和内容均不出错，而无需纠错度和内容均不出错，而无需纠错3)3)差错控制 -利用编码方法对传输中产
6、生的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差错进行控制，以提高数据传输的准确性1.1.封装成帧封装成帧封装成帧封装成帧组成帧：在一段数据的前后分别添加首部和尾部组成帧：在一段数据的前后分别添加首部和尾部 帧定界：由帧的首部和尾部标识界限帧定界：由帧的首部和尾部标识界限 帧结束帧结束帧首部帧首部IP 数据报数据报帧的数据部分帧的数据部分帧尾部帧尾部 MTU数据链路层的帧长数据链路层的帧长开始开始发送发送帧开始帧开始用控制字符进行帧定界的方法举例用控制字符进行帧定界的方法举例用控制字符进行帧定界的方法举例用控制字符进行帧定界的方法举例 SOH装在帧中的数据部分装在帧中的数据
7、部分帧帧帧开始符帧开始符帧结束符帧结束符发送在前发送在前EOT2.2.透明传输透明传输透明传输透明传输SOHEOT出现了出现了“EOT”被接收端当作无效帧而丢弃被接收端当作无效帧而丢弃被接收端被接收端误认为是一个帧误认为是一个帧数据部分数据部分EOT完整的帧完整的帧发送发送在前在前解决透明传输问题的方案解决透明传输问题的方案解决透明传输问题的方案解决透明传输问题的方案1 1、发送时，在数据中出现控制字符、发送时，在数据中出现控制字符“SOHSOH”或或“EOTEOT”的前面插入一个转义字符的前面插入一个转义字符“ESCESC“2 2、接收时，在将数据送往网络层之前删除插入的转义、接收时，在将数
8、据送往网络层之前删除插入的转义 字符。字符。3 3、若转义字符也出现数据当中，折在转义字符前、若转义字符也出现数据当中，折在转义字符前 再插入一个转义字符。当接收端收到连续再插入一个转义字符。当接收端收到连续 的两个转义字符时，删除前面一个的两个转义字符时，删除前面一个SOHSOHEOTSOHESCESCEOTESCSOHESCESCESCSOH原始数据原始数据EOTEOT经过字节填充后发送的数据经过字节填充后发送的数据字字节节填充填充字节字节填填充充字节字节填充填充字节填字节填充充发送发送在前在前帧开始符帧开始符帧结束符帧结束符用字节填充法解决透明传输的问题用字节填充法解决透明传输的问题用字
9、节填充法解决透明传输的问题用字节填充法解决透明传输的问题 SOH3.3.差错检测差错检测差错检测差错检测基本认识：基本认识：在传输过程中可能会产生比特差错：在传输过程中可能会产生比特差错：1 1 可能会变成可能会变成 0 0 而而 0 0 也可能变成也可能变成 1 1在一段时间内，传输错误的比特数占在一段时间内，传输错误的比特数占 所传输比特总数的比率，称为误码率所传输比特总数的比率，称为误码率误码率与信噪比有很大的关系。误码率与信噪比有很大的关系。循环冗余检验的原理循环冗余检验的原理循环冗余检验的原理循环冗余检验的原理 1 1）发送端，把数据划分为若干组，每组）发送端，把数据划分为若干组，每
10、组 k k 比特；比特；2 2）假设待传送的一组数据）假设待传送的一组数据 MM=101001=101001（k k=6=6）；）；在在 M M 的后面添加的后面添加 n n 位冗余码一起发送；位冗余码一起发送；3 3）接受端对收到的数据，就可进行差错检测接受端对收到的数据，就可进行差错检测冗余码的计算冗余码的计算冗余码的计算冗余码的计算 1 1、用二进制的模、用二进制的模 2 2 运算进行运算进行 2 2n n 乘乘 M M 的运算，的运算，相当于在相当于在 M M 后面添加后面添加 n n 个个 0 0。2 2、得到的、得到的 (k k+n n)位的数，除以事先选定好的长位的数，除以事先选
11、定好的长度为度为 (n n+1)+1)位的除数位的除数 P P（某个多项式的系数）（某个多项式的系数），得出商是，得出商是 Q Q 而余数是而余数是 R R3 3、余数余数 R R 即是所求的即是所求的“冗余码冗余码”冗余码的计算举例冗余码的计算举例冗余码的计算举例冗余码的计算举例 假定：假定：分组长度分组长度 k k=6=6 ，发送数据，发送数据 MM=101001 =101001 设设 n n=3,=3,除数除数 P P=1101=1101，那么：被除数是那么：被除数是 2 2n nMM=101001000=101001000。进行模进行模 2 2 运算，结果是：运算，结果是：商商 QQ=
12、110101=110101，余数，余数 R R=001=001最后：最后：发送数据发送数据 2 2n nMM+R R 即：即：101001001101001001，共共 (k k+n n)位。位。帧检验序列帧检验序列帧检验序列帧检验序列 FCSFCS 冗余码又称为：帧检验序列冗余码又称为：帧检验序列 FCS FCS 循环冗余检验循环冗余检验 CRC CRC 和和 FCSFCS并不等同。并不等同。CRC CRC 是一种常用的检错方法，而是一种常用的检错方法，而 FCS FCS 是是添加在数据后面的冗余码。添加在数据后面的冗余码。FCS FCS 可以用可以用 CRC CRC 这种方法得出，这种方法
13、得出，但但 CRC CRC 并非用来获得并非用来获得 FCS FCS 的唯一方法的唯一方法。接收端如何进行接收端如何进行接收端如何进行接收端如何进行CRC CRC 检验检验检验检验？接收端动作：接收端动作：1 1）若余数）若余数 R R=0=0，则判定无差错，接受该帧，则判定无差错，接受该帧2)2)若余数若余数 R R 0 0，则判定有差错，就丢弃之，则判定有差错，就丢弃之注意：注意：1 1）该法并不能确定是哪个比特出现了差错。）该法并不能确定是哪个比特出现了差错。2 2）当当除除数数 P P的的位位数数足足够够多多，出出现现检检测测不不到到的的差差错错的的概率极小！概率极小！关于传输可靠性的
14、讨论关于传输可靠性的讨论关于传输可靠性的讨论关于传输可靠性的讨论 1 1、若若通通过过了了CRCCRC的的差差错错检检测测，则则接接受受的的帧帧都都没没有有差差错错么么？答案：答案：只能使只能使“帧在传输过程中无差错帧在传输过程中无差错”的概率的概率 1 1 2 2、如如何何才才能能做做到到“可可靠靠传传输输”（发发送送什什么么就就收收到到什什么么）？答案：答案：必须再加上必须再加上“确认确认”和和“重传机制重传机制”3.2 3.2 点对点协议点对点协议点对点协议点对点协议 PPP PPP Point-to-Point ProtocolPoint-to-Point ProtocolPoint-
15、to-Point Protocol应用场合：应用场合：1 1）拨号上网，）拨号上网，封装在调制解调器中；封装在调制解调器中；2 2）SONET,SONET,城域网中用到的同步光纤网城域网中用到的同步光纤网 3 3）加载以太网，）加载以太网，PPPPPP协议扩展为协议扩展为PPPoEPPPoE协议优点：协议优点：协议简单，用户认证，分配协议简单，用户认证，分配IP IP (比较比较HDLCHDLC协议）协议）用户到用户到用户到用户到 ISP ISP 的链路使用的链路使用的链路使用的链路使用 PPP PPP 协议协议协议协议 用用户户至因特网至因特网已向因特网管理机构已向因特网管理机构申请到一批申
16、请到一批 IP IP 地址地址ISPISP接入网接入网PPPPPP 协议协议1.PPP 1.PPP 协议应满足的需求协议应满足的需求协议应满足的需求协议应满足的需求 简单简单这是首要的要求这是首要的要求封装成帧封装成帧 透明性透明性 差错检测差错检测 多种网络层协议、多种类型链路多种网络层协议、多种类型链路 检测连接状态检测连接状态 、网络层地址协商、网络层地址协商 2.PPP 2.PPP 协议不需要的功能协议不需要的功能协议不需要的功能协议不需要的功能纠错 流量控制 序号 多点线路 半双工或单工链路 3.PPP 3.PPP 协议的组成协议的组成协议的组成协议的组成 1 1）将）将 IP IP
17、 数据报封装到串行链路的方法数据报封装到串行链路的方法2 2）链路控制协议）链路控制协议 LCP LCP(Link Control Protocol)(Link Control Protocol)3 3）网络控制协议）网络控制协议 NCP(NCP(Network Control Protocol)Network Control Protocol)3.2.2 PPP 3.2.2 PPP 协议的帧格式协议的帧格式协议的帧格式协议的帧格式格式规定：格式规定：标志字段标志字段 F=0 x7EF=0 x7E地址字段地址字段 A A 只置为只置为 0 xFF0 xFF控制字段控制字段 C C 通常置为通常
18、置为 0 x030 x03。PPP PPP 是面向字节的，所有的是面向字节的，所有的 PPPPPP 帧的长度都帧的长度都 是整数字节。是整数字节。PPP PPP 协议的帧格式协议的帧格式协议的帧格式协议的帧格式PPP PPP 有一个有一个 2 2 个字节的协议字段。个字节的协议字段。当协议字段为当协议字段为 0 x0021 0 x0021 时，时，PPP PPP 帧的信息字段就是帧的信息字段就是IP IP 数数据报。据报。若为若为 0 xC021,0 xC021,则信息字段是则信息字段是 PPP PPP 链路控制数据。链路控制数据。若为若为 0 x80210 x8021，则表示这是网络控制数据
19、，则表示这是网络控制数据。IP IP 数据报数据报1 12 21 11 1字节字节1 12 2不超过不超过 1500 1500 字节字节PPP PPP 帧帧先发送先发送7E7EFFFF0303F FA AC CFCSFCSF F7E7E协议协议信信 息息 部部 分分首部首部尾部尾部透明传输问题透明传输问题透明传输问题透明传输问题 的解决方案的解决方案的解决方案的解决方案1 1）同步传输链路）同步传输链路 SONETSONET：PPP PPP协议采用硬件来完成协议采用硬件来完成“比特填充比特填充”2 2）异步传输链路）异步传输链路 ATMATM：PPP PPP使用一种特殊的使用一种特殊的“字符填
20、充法字符填充法”注：注：同步同步-看着你传数据、异步看着你传数据、异步-传完了告诉我传完了告诉我“零比特填充零比特填充零比特填充零比特填充”方法方法方法方法同步链路同步链路同步链路同步链路同步链路同步链路 应用场合：应用场合：SONET/SDH SONET/SDH 链路中，使用同步传输（比特连续传送）链路中，使用同步传输（比特连续传送）填充方法：填充方法：1 1）发送端，只要发现有）发送端，只要发现有 5 5 个连续个连续 1 1，则立即填入一个则立即填入一个 0 0；2 2）接收端，每当发现）接收端，每当发现 5 5 个连续个连续1 1时，就把这时，就把这 5 5 个连续个连续 1 1 后的
21、一个后的一个 0 0 删除删除0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 00 0 1 0 1 00 1 0 00 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1 00 0 1 0 1 00 1 0 00 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 00 0 1 0 1 0信息字段出现和信息字段出现和标志字段标志字段 F F 完全一样完全一样的的 8 8 比特组合比特组合发送端在发送端在 5 5 个连个连 1 1 之后之后填入填入
22、0 0 比特再发送出去比特再发送出去在接收端把在接收端把 5 5 个连个连 1 1之后的之后的 0 0 比特删除比特删除会被误认为是标志字段会被误认为是标志字段 F F 发送端填入发送端填入 0 0 比特比特接收端删除填入的接收端删除填入的 0 0 比特比特零比特填充零比特填充 不提供可靠传输（使用序号和确认）不提供可靠传输（使用序号和确认）不提供可靠传输（使用序号和确认）不提供可靠传输（使用序号和确认）原原原原 因因因因1 1）在数据链路层出现差错的概率不大时，使）在数据链路层出现差错的概率不大时，使用较简单的用较简单的 PPP PPP 协议较划算；协议较划算；2 2）PPP PPP 的信息
23、字段数据是的信息字段数据是 IP IP 数据报，数据数据报，数据链路层的可靠传输并不能够保证网络层的传链路层的可靠传输并不能够保证网络层的传输也是可靠的；输也是可靠的；3 3）帧检验序列）帧检验序列 FCS FCS 字段可保证无差错接受字段可保证无差错接受 “字节填充字节填充字节填充字节填充”方法方法方法方法异步链路异步链路异步链路异步链路异步链路异步链路将每一个将每一个 0 x7E 0 x7E 1111110 1111110 字节转变成为字节转变成为 2 2 字节序列字节序列(0 x7D,0 x5E)(0 x7D,0 x5E)。（11111011111101，10111101011110）若
24、信息字段中出现一个若信息字段中出现一个 0 x7D 0 x7D 的字节的字节,则将其转变则将其转变成为成为 2 2 字节序列字节序列(0 x7D,0 x5D)(0 x7D,0 x5D)（11111011111101，10111011011101）若信息字段中出现若信息字段中出现 ASCII ASCII 码的控制字符（即数值小码的控制字符（即数值小于于 0 x20 0 x20 的字符），则在该字符前面要加入一个的字符），则在该字符前面要加入一个 0 x7D 0 x7D 字节，同时将该字符的编码加以改变。字节，同时将该字符的编码加以改变。3.2.3 PPP 3.2.3 PPP 协议的工作状态协议的
25、工作状态协议的工作状态协议的工作状态 1 1）用户拨号接入）用户拨号接入ISPISP，路由器的调制解调器确认后，建，路由器的调制解调器确认后，建立一条物理连接；立一条物理连接；2 2）LCPLCP协商后，协商后，PC PC 机向路由器发送机向路由器发送 LCP LCP 分组；身份鉴分组；身份鉴别成功后，别成功后，NCP NCP 分配临时分配临时 IP IP 地址，开始通信；地址，开始通信；3 3）通信完毕，）通信完毕，NCP NCP 释放网络连接，释放网络连接，LCP LCP 释放链路连接，释放链路连接，最后释放物理层的连接。最后释放物理层的连接。总结：建立三条链路、数据通信、释放三条链路总结：建立三条链路、数据通信、释放三条链路设备之间无链路设备之间无链路链路静止链路静止链路建立链路建立鉴别鉴别网络层协议网络层协议链路打开链路打开链路终止链路终止物理链路物理链路LCP LCP 链路链路已鉴别的已鉴别的 LCP LCP 链路链路已鉴别的已鉴别的 LCP LCP 链路链路和和 NCP NCP 链路链路物理层连接建立物理层连接建立LCP LCP 配置协商配置协商鉴别成功或无需鉴别鉴别成功或无需鉴别NCP NCP 配置协商配置协商链路故障或链路故障或关闭请求关闭请求LCP LCP 链路链路终止终止鉴别失败鉴别失败LCP LCP 配置配置协商失败协商失败