《第四章数据链路层精选PPT.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第四章数据链路层精选PPT.ppt（36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、第四章数据链路层第1页，此课件共36页哦4.1数据链路层的功能及设计问题数据链路层是OSI参考模型中的第二层。数据链路层的主要功能是要实现从一个节点到下一个节点（相邻节点）无差错地传输数据帧。具体说就是在物理层比特传输的基础上使通道成为一条无差错的信道。在数据链路层中数据是被分成块传输的，数据块的单位（名称）叫帧，分块的目的是为了实现差错检测、差错校正和数据同步。发送方把来自网络层的数据分成 块并封闭在帧里进行发送，并处理接收方回送的确认信息以确定对方是否已经正确收到了数据帧。数据链路层在两个网络实体之间提供数据链路通路的建立、维持和释放管理等功能。在多个站点共享同一物理信道的情况下(例如在局
2、域网中)，在要求通信的站点之间分配和管理信道也属于数据层链路管理的范畴。所谓链路是一条无源的点对点的物理通道，数据链路是在物理链路的基础上加上必要的软硬规程来保证和控制数据的传输，构成数据链路。下面是数据链路层讨论的主要问题。4.1.1 为网络层提供服务 4.1.2 成帧及其方法4.1.3 差错控制4.1.4 流量控制（返回）第2页，此课件共36页哦4.1.1 为网络层提供服务数据链路层的功能是为网络层提供服务，其基本任务是将源机器中来自网络层的数据传输给目的机器的网络层，所提供的基本服务有以下三种：1、无确认的无连接服务无确认的无连接服务是源机器向目的机器发送帧时不需要建立连接，每个帧携带有
3、目的地址，形成独立帧，目的机器对收到的帧不作确认。对于数据帧的出错或丢失，将其校正或要求重发这些工作交由上层去完成。2、有确认的无连接服务在上述无连接服务中引入确认功能。也就是目的机器对收到的每一帧都要发确认信号，通知发送方数据已正确收到。如果发送方在规定的时间内没有收到确认信号，就要对该帧进行重发，从而提高传输的可靠性。3、有确认的面向连接的服务源机器和目的机器之间传送数据将分成三个阶段完成：（1）在数据传送前，先建立一条连接（即建立数据链路）；（2）进行数据帧传输。所有帧都有各自的编号，传输过程中对每一帧都要确认，发方收到确认后才发送下一帧；（3）断开连接（释放数据链路）。（返回）第3页，
4、此课件共36页哦4.1.2 成帧及其方法数据链路层将来自网络层的数据流分成一个一个的单元，并使用物理层传送这些单元，这些单元就称为帧。这样做的目的是为了在数据传送时有效地进行差错检测和校正，对计算机网络校正就是简单地将错误帧重传。分成一帧一帧有利于使用CRC码对数据进行差错检测。分成一帧一帧，在传输数据出现错误时，就不用将全部数据重传，只需将出错的那一帧重传。因为帧使用物理层的服务进行传送的，所以帧的组织结构必须设计成使接收方法能够明确地从物理层收到位流对其进行识别，也即能从位流中区分出帧的起始与终止，这就是帧同步问题。（1）字节计数法（2）使用字符填充的首尾定界符法（3）使用位填充的首尾定界
5、符法（4）违法编码法（返回）第4页，此课件共36页哦字节计数法字节计数法以一个特殊字符表征一帧的起始，并以一个专门字段来标明帧中有效数据的字节数。接收方可以通过对该特殊字符的识别从位流中区分出帧的起始，并从专门字段中获知该帧中随后跟随的数据字节数，从而可确定出帧的终止位置。由于采用字段计数方法来确定帧的终止边界不会引起数据及其他信息的混淆，因而不必采用任何措施便可实现数据的透明性，即任何数据均可不受限制地传输。但起始的特殊字符或作为帧字节数字段出错，则不但本帧的数据是错误的，同时会破坏后续的数据帧。这是字节计数法的致命缺点。（返回）特殊字符帧长度帧数据字符内容第5页，此课件共36页哦使用位填充
6、的首尾定界符法使用位填充的首尾定界符法是面向位的成帧方法，它的帧长度可以是任意个二进制位，而不是字符或8的倍数。使用位填充的首尾定界符法以一组特定的位模式(如01111110)来标志一帧的起始与终止。稍后要详细介绍的HDLC规程即采用该法。为了使信息位中出现的与该特定模式相同和相似的位串不会被误判为帧的首尾标志，可以采用位填充的方法。比如，采用的特定模式是01111110，则对信息位中的任何连续出现的5个“1”之后自动插入一个“0”，使信息中永远不会出现连续6 个“1”的情形。而接受方则做该过程的逆操作，即每收到连续5个“1”，则自动删去其后所跟的“0”，以此恢复原始信息，实现对数据传输的透明
7、性。位填充很容易由硬件来实现，性能优于字符填充方法。（返回）第6页，此课件共36页哦使用字符填充的首尾定界符法字符填充的首尾定界符法用一些特定的字符来定界一帧的起始与终止，这种成帧方法是面向字符的，也就是说所传送的数据全部都是字符（如所有ASCII中的可打印字符），为了使数据信息位中出现的与特定字符相同的字符不被误判为帧的首尾定界符，可以在这种数据字符前填充一个转义控制字符(DLE)以示区别。（返回）第7页，此课件共36页哦违法编码法违法编码法也叫物理编码违例法。该法在物理层采用特定的位编码方法时采用。例如，曼彻斯特编码方法，是将数据位“1”编码成“高低”电平对，将数据位“0”编码成“低高”电
8、平对。而“高高”电平对和“低低”电平对在数据编码中是违法的（数据只能是0或1，即“高低”或“低高”，“高高”和“低低”是不可能在数据中出现的）。可以借用这些违法编码序列来定界帧的起始与终止。局域网IEEE 802标准中就采用了这种方法。违法编码法不需要任何填充技术，便能实现数据的透明性，但它只适用采用冗余编码的特殊编码环境。违法编码只能在物理层使用。由于字节计数法中计数字段的脆弱性(其值若有差错将导致灾难性后果)及字符填充实现上的复杂性和不兼容性，目前较普遍使用的成帧方法是位填充法和违法编码法。（返回）第8页，此课件共36页哦4.1.3 差错控制差错控制的概念前面数据通信基础部分已经讲过，简单
9、讲就是要校正传输中出现的错误。一帧频数据经过物理层的物理信道传输后可能会出错，甚至整帧丢失（如：检测不到帧头）。尽管物理层可以使用某些方法进行差错校正，但如果是整帧丢失，则这种校正就不起作用了。所以数据链路层有自己的差错控制策略。自动重发请求法（ARQARQ）就是数据链层中最典型的差错控制方法。（书上P63-P65）（返回）第9页，此课件共36页哦4.1.4 流量控制流量控制并不是数据链路层特有的功能，许多高层协议中也提供流量控制功能，只不过流量控制的对象不同而已。对于数据链路层来说，控制的是相邻两节点间数据链路上的流量，而对于传输层来说，控制的则是从源到最终目的之间端对端的流量。由于收发双方
10、各自使用的设备工作速率和缓冲存储空间的差异，可能出现发送方发送能力大于接收方接收能力的现象。流量控制是协调发/收相方处理能力的一种技术，使收方不至于被发方的数据所“淹没”。流量控制实际上是对发送方发送数据速度的控制，使其发送速率不致超过接收方的速率。即需要有一些规则使得发送方知道在什么情况下可以接着发送下一帧，而在什么情况下必须暂停发送，以等待收到某种反馈信息后再继续发送。常用的方法有停等、控制字符和窗口机制。在数据链路层通常是差错控制和流量控制在一个协议中完成。（返回）第10页，此课件共36页哦4.2基本数据链路协议数据链路协议就是要解决数据链路中的差错控制和流量控制问题。通常这两个问题是在
11、一个协议中同时解决的。差错控制和流量控制是基于下面的手段或方法来实现的：差错的发现(Error detection)，通常是由物理层的CRC码实现，在局域网中是MAC（媒体访问控制子层）的帧校验码实现。正确确认(Positive acknowledgement),收方收到一个无错的帧后向发送方发送一个正确确认信息。超时重传(Timeout retransmission)发方在发送完一帧后，立即启动一个定时器，当设定的时间到但仍未收到正确认，则重发此帧。负确认(Negative acknowledgement)与重发，收方收到一个错误帧，发送一个对该帧否定（出错）信息给发方，请求发方重发该帧。重
12、发是在收到否认信息帧或超时时自动进行的，所以就把这种机制称为自动请求重发（ARQ）。4.2.1 单工停一等协议（理想信道）4.2.2 噪声信道的停一等协议(ARQ)4.2.3 退回N帧的ARQ4.2.4 选择重传ARQ（返回）第11页，此课件共36页哦4.2.1 单工停一等协议（理想信道）每发送一帧都要收到对方对该帧的确认帧。只有收到该帧的确认帧才发送下一帧数据。（说明：确认帧总是能收到的，只起到流量控制的作用。）（返回）第12页，此课件共36页哦4.2.2 噪声信道的停一等协议与单工停等协议一样，噪声信道的停等协议也是每发送一帧都要收到对方对该帧的确认帧才发送下一帧数据。不同的是协议中加入了
13、超时自动重发，所谓自动重发就是加入了计时器（超时定时器），每发送完一帧的同时启动计时器，如果在设定的时间内未能收到该帧的确认，则认为是超时，发方自动重发该帧，并再次启动计时器，直到收到该帧的确认信息才发下一个新数据帧。这种方法克服了帧丢失问题，也解决了差错控制和流量控制。但以出现了新问题，例如数据帧被正确传送到，而反馈的确认帧丢失，发方重发了前一帧数据，收方也正确收到，如果两个正确的数据帧都交给网络层，则在网络层数据就出现了新的错误（数据被重复）。解决这个问题的方法就是给数据帧加上帧编号，当收方收到编号相同的数据帧时，只是简单地将重复编号的数据帧丢弃。停等协议的效率很低。效率=(L/A)/(L
14、/A+2R)=L/(L+2RA)其中L是帧长度，A是信道的数据传输速率，R是信号在信道中传输所花的时间。例如R=250ms（卫星信道），传送数据帧的时间为20ms（数据传输速率为2Mb/s,帧长度为5K字节），代入上式示得效率为4%。（示意图）捎带确认技术和滑动窗口概念。（返回）第13页，此课件共36页哦噪声信道的停一等协议示意图（返回）第14页，此课件共36页哦4.2.3 退回N帧的ARQGO-BACK-N策略的基本原理是，当接收方检测出出错的信息帧后，要求发送方重发最后一个正确接收的信息帧之后的所有未被确认的帧；或者当发送方发送了N个帧后，若发现该N帧的前一个帧在计时器超时后仍未返回其确认
15、信息，则该帧被判为出错或丢失，此时发送方就不得不重新发送出错帧及其后的N帧。因为对接收方来说，由于这一帧出错，就不能以正常的序号向它的高层递交数据，对其后发送来的N帧也可能都不能接收而丢弃。GO-BACK-N可能将已正确传送到目的地的数据帧再重传一遍，这显然是一种浪费。（示意图）（返回）第15页，此课件共36页哦退回N帧的ARQ（示意图）GO-BACK-N法操作过程如图所示。图中假定发送完8号帧后，发现2号帧的确认返回在计时器超时后还未收到，则发送方只能退回从2号帧开始重发。（返回）第16页，此课件共36页哦4.2.4 选择重传ARQ选择重发(Selective Repeat)；一种效率更高的
16、策略是当接收方发现某帧出错后，其后继续送来的正确的帧虽然不能立即递交给接收方的高层，但接收方仍可收下来，存放在一个缓冲区中，同时要求发送方重新传送出错的那一帧。一旦收到重新传来的帧后，就可以将原已存于缓冲区中的其余帧一起按正确的顺序一并递交给网络层。（示意图）（返回）第17页，此课件共36页哦选择重传ARQ（示意图）工作过程如图所示。图中2号帧的否认返回信息NAK2要求发送方选择重发2号帧。显然，选择重发减少了浪费，但要求接收方有足够大的缓冲区空间。（返回）第18页，此课件共36页哦捎带确认技术和滑动窗口概念一、捎带确认技术实际通信通常都是双工的，即双方同时进行发/收，为了提高效率，就不单独为
17、每一个数据帧发送一个确认帧，而是将对数据帧的确认信息加入（捎带）到发往对方的数据中。即在发送数据的同时捎带对对方数据帧的确认信息。但因为通信双方所发送的数据量是不等的，有时一方发了很多数据，而另一方却很少数据。如果在规定的时间内数据多的一方收不到确认，就要自动重发，这时另一方只能单独发送确认帧。这样就避免了一方的超时重传。二、滑动窗口概念为了提高信道的利用率，当信道很长时，允许连续发送N帧。这时会出现前面有一帧出了错，而后续的几帧数据没有出错，但由于没有前面一帧的数据后续的数据就不能交给网络层，必须正确地收到刚才出错的那一帧数据后才能将数据交给网络层。这时收方有两种选择：（1）用缓冲区将没有出
18、错的数据帧存起来，请求对方重发出错的数据，等数据正确到达后与先前保存的数据一并交给网络层（选择重传）。（2）要求对方将出错的数据帧及后续的各帧全部重传（后退N帧）。为了保存没有出错的数据和保存已发送而又未确认的数据（以便重发），在发方和收方都必须有相应的缓冲区。同样所有发送的帧和接收到的帧都必须有帧编号，以确保收方不将数据重复交给网络层，发/收缓冲区和大小和帧编号的结合就构成滑动窗口概念。（返回）第19页，此课件共36页哦4.3滑动窗口机制4.3.1 停等数据链路协议的不足4.3.2 滑动窗口协议的设计思想（返回）第20页，此课件共36页哦4.3.1 停等数据链路协议的不足停等协议尽管能实现差
19、错校正和流量控制，但其效率十分低。1、单式停等协议是单工的，只适用单方向通信，而实际的通信是双工双向的；2、对信道的利用率很低，效率=(L/A)/(L/A+2R)=L/(L+2RA)，如 设R=500ms(卫星信道)、L=2048*8bit、A=5Mb/s、则=0.032。3、对计算机系统中软硬件的利用率低，单独发送额外的确认帧，帧数大量增加，频繁中断CPU，系统的速度下降。为了提高效率，通常把捎带确认技术的滑动窗口技术同时用上，这些方法在前面“基本数据链路协议”中都已经讲到。因为捎带确认技术和滑动窗口技术的引入又带来了新的问题。下面“滑动窗口协议的设计思想”就结合实例解释有关的概念。（返回）
20、第21页，此课件共36页哦4.3.2 滑动窗口协议的设计思想为了提高信道的有效利用率，采用了不等待确认帧返回就连续发送若干帧的方案。由于允许连续发送多个未被确认的帧，帧号就需采用多位二进制数才能加以区分。因为凡被发出去但尚未被确认的帧都可能出错或丢失而要求重发。这就要求发送方有发送缓冲区，以保留可能要求重发的所有未被确认的帧。当未被确认的帧填满了缓冲区，则发方自动停止发送数据，从而起到流量控制的作用。可用于存放未被确认帧缓冲区的大小就称为发送窗口。记为WT。同样对接收，如果前面帧出了错，而后续的若干帧又没有出错。为了避免发方重发这些没有错的帧，收方就必须用缓冲区将这些帧保存起来。接收方可用于存
21、放接收帧的缓冲区的大小就称为接收窗口。记为WR。当接收窗口缩为0，则无法接收数据，这时也就不会发送任何确认帧。发送方收不到确认帧，很快发送窗口也会缩为0，（发送缓冲区被未确认的数据帧填满），发方就不能继续发送数据。当收方将一帧数据移交给上一层，接收缓冲区就有一个空出来，接收窗口数加一。同理发方收到一帧或多帧的确认信息，就把对应的帧从发送缓冲区中清除，发送缓冲区就被空出来，也即发送窗口增大了。注意通常在讲到发送窗口或接收窗口也是指发送窗口或接收窗口的最大值。这是因为窗口大小在实际工作过程中是变化的，而其最大值（也是初值）则是不变的。（继续）（返回）第22页，此课件共36页哦滑动窗口协议的设计思想
22、（续一）为了避免产生二议，发送窗口和接收窗口的大小（最大值）是受帧编号大小的制约。对不同的方法关系是不的。对退回N帧ARQ方法，WT2n-1。退回N帧ARQ方法实质上是接收窗口大小为一的滑动窗口算法。因为接收窗口为一，只能接收一帧数据，而没有能力保存其它数据帧，所以当接收到的这一帧出现了错误，则只能是要发方将出错的帧和后续的数据帧全部重送。对选择重传ARQ，WT和WR2n/2。（滑动窗口实例）（返回）第23页，此课件共36页哦滑动窗口实例(图)假设发送窗口尺寸为2，接收窗口尺寸为1，滑动窗口变化过程可叙述如下：(1)初始态，发送方没有帧发出，发送窗口前后沿相重合。接收方0号窗口打开，表示等待接
23、收0号帧；(2)发送方已发送0号帧，此时发送方打开0号窗口，表示已发出0帧但尚确认返回信息。此时接收窗口状态同前，仍等待接收0号帧；(3)发送方在未收到0号帧的确认返回信息前，继续发送1号帧。此时，1号窗口打开，表示1号帧也属等待确认之列。至此，发送方打开的窗口数已达规定限度，在未收到新的确认返回帧之前，发送方将暂停发送新的数据帧。接收窗口此时状态仍未变；(4)接收方已收到0号帧，0号窗口关闭，1号窗口打开，表示准备接收1号帧。此时发送窗口状态不变；(5)发送方收到接收方发来的0号帧确认返回信息，关闭0号窗口，表示从重发表中删除0号帧。此时接收窗口状态仍不变；(6)发送方继续发送2号帧，2号窗
24、口打开，表示2号帧也纳入待确认之列。至此，发送方打开的窗口又已达规定限度，在未收到新的确认返回帧之前，发送方将暂停发送新的数据帧，此时接收窗口状态仍不变；(7)接收方已收到1号帧，1号窗口关闭，2号窗口打开，表示准备接收2号帧。此时发送窗口状态不变；(8)发送方收到接收方发来的1号帧收毕的确认信息，关闭1号窗口，表示从重发表中删除1号帧。此时接收窗口状态仍不变。（返回）第24页，此课件共36页哦4.4数据链路层协议实例4.4.1 高级数据链路协议HDLC4.4.2 局域网逻辑链路控制子层LLC4.4.3 因特网中的PPP协议（返回）第25页，此课件共36页哦4.4.1 高级数据链路协议HDLC
25、ISO的高级数据链路控制规程(High Level Data Link Control，HDLC)协议是面向位的数据链路控制的协议，是目前网络设计中普遍使用的通用数据链路控制协议。该协议使用的成帧方法是用位填充的首尾界符法，将捎带确认技术与滑动窗口技术结合在一起的一和协议。HDLC协议具有以下特点：不依赖于任何一种字符编码集；数据报文可透明传输，用于实现透明传输的“0位插入法”易于硬件实现；全双工通信，不必等待确认便可连续发送数据，有较高的数据链路传输效率；所有帧均采用CRC校验，对信息帧进行顺序编号，可防止漏收或重发，传输可靠性高；传输控制功能与处理功能分离，具有较大的灵活性。在开始建立数据
26、链路时，允许选用特定的操作方式。所谓操作方式，简单地说就是某站点是以主站点方式操作还是以从站方式操作，或者是二者兼备。链路上用于控制目的的站称为主站，其他的受主站控制的站称为从站。主站对数据流进行组织，并且对链路上的差错实施恢复。由主站发往从站的帧称为命令帧，而从从站返回主站的帧称为响应帧。连有多个站点的链路通常使用轮询技术，轮询其他站的站称为主站。在点对点链路中，每个站均可为主站。主站需要有比从站更多的逻辑功能，所以当终端与主机相连时，主机一般总是主站。在一个站连接多个链路的情况下，该站对于一些链路而言可能是主站，而对于一些链路而言又可能是从站，这种可兼备主站和从站功能的站称为复合站。如果用
27、于复合站之间信息传输的协议是对称的，即在链路上主、从站具有同样的传输控制功能，称为平衡操作。相对地，那种操作时有主站、从站之分的，且各自功能不同的操作，称为非平衡操作。（HDLC的相关概念）（返回）第26页，此课件共36页哦高级数据链路控制协议中的相关概念在HDLC中参与通信的各方（节点）统称为站。并将站台票分为三种：（1）主站；（2）从站；（3）复合站。主站：负责控制链路的操作，发送命令帧。从站：受控于主站，它按主站的命令进行操作。它发出的帧为响应帧。复合站：既有主站的功能又有从站台票的功能，该站既可做主站也可以做从站。（站的操作图）、（站的操作文字说明）、（帧格式）、（帧类型）（返回）第2
28、7页，此课件共36页哦站的操作图（返回）第28页，此课件共36页哦站的操作文字说明HDLC中的操作方式有以下三种。正常响应方式(Norma Responses Model，NRM)。这是一种非平衡数据链路方式，有时也称非平衡正常响应方式。该操作方式适用于面向终端的点对点或点对多点的链路。在这种操作方式中，传输过程由主站启动，从站只有收到主站某个命令帧后，才能作出响应向主站传输信息。响应信息可以由一个或多个帧组成，若信息由多个帧组成，则应指出哪一个是最后一帧。主站负责整个链路，且具有轮询、选择从站及向从站发送命令的权利，同时也负责对超时、重发及各类恢复操作的控制。异步响应方式(Asynchron
29、ous Responses Mode，ARM)。这也是一种非平衡数据链路操作方式，与NRM不同的是，ARM下的传输过程由从站启动。从站启动发送给主站的一个或一组帧中可是信息帧，也可以是控制帧。在这种操作方式下，由从站来控制超时和重发。该方式对采用轮询方式的多站链路来说是必不可少的。异步平衡方式(Asynchronous Balanced Mode，ABM)。这是一种允许任何节点来启动传输的操作方式。为了提高链路传输效率，节点之间在两个方向上都需要有较高的信息传输量。在这种操作方式下，任何时候任何站点都能启动传输操作，每个站点既可作为主站又可作为从站，即每个站都是复合站。各站都有相同的一组协议，
30、任何站点都可以发送或接收命令，也可以给出应答，并且各站对差错恢复过程都负有相同的责任。（返回）第29页，此课件共36页哦帧格式在HDLC中，数据和控制报文均以帧的标准格式传送。HDLC中命令和响应以统一的格式按帧传输。完整的HDLC帧由标志字段F、地址字段A、控制字段C、信息字段I和帧校验序列字段FCS等组成，其中由A到FCS为透明传输区间，由A到I称为校验区间。标志字段F：HDLC规定了一个帧的开头(即首部中的第一个字节)和结尾(即尾部中的最后一个字节)各放入一个特殊的标记01111110，作为一个帧的边界。这个标记就叫做标志字段F。在不传送帧时，信道仍然处于激活状态。标志字段也可以作为帧与
31、帧之间的填充字符。在这种状态下，发送方不断地发送标志字段，而接收方则检测每一个收到的标志字段，一旦发现某个标志字段后面不再是一个标志字段，便可认为一个新的帧传送已经开始。地址字段A：地址字段的内容取决于所采用的操作方式。每一个从站和复合站都被分配一个惟一的地址。命令帧中的地址字段携带的地址是对方站的地址，而响应帧中的地址字段所携带的地址是本站的地址。某一地址也可分配给多个站，这种地址称为组地址，利用一个组地址传输的帧能被组内所有拥有该组地址的站接收，但当一个从站或复合站发送响应时，它仍应当用它惟一的地址。控制字段C：控制字段用于构成各种命令和响应，以便对链路进行监视和控制。发送方主站或复合站利
32、用控制字段来通知被寻址的从站或复合站执行约定的操作；相反，从站用该字段作为对命令的响应，报告已完成的操作或状态的变化。该字段是HDLC的关键。信息字段I：信息字段可以是任意的二进制位串。位串长度未做严格限定，其上限由FCS字段或站点的缓冲器容量来确定，目前用得最较多的是10002000位;而下限可以为0,即无信息字段。帧校验序列字段FCS：帧校验序列字段可以使用16位CRC，对两个标志字段之间的整个帧的内容进行校验。（返回）第30页，此课件共36页哦帧类型HDLC的帧划分为三大类，即信息帧（I帧）、监督帧（S帧）和无编号帧（u帧）。帧的类型由控制字段的头两位确定。第5位是P/K位，即轮询/终止
33、(Poll/Final)位。当P/F位用于命令帧(由主站发出)时，起轮询的作用，即当该位为“1”时，要求被轮询的从站给出响应，所以此时P/F位可称轮询位(或P位)；当P/F位用于响应帧(由从站发出)时，称为终止位(或F位)，当其为“1”时，表示接收方确认的结束。信息帧：信息帧用于传送有效信息或数据，通常简称I帧。I帧以控制字段第3者位为“0”来标志。信息帧控制字段的N(S)用于存放发送帧序号，以使发送方不必等待确认而连续发送多帧。N(R)用于存放接收方下一个预期要接收的帧的序号，如N(R)=5，即表示接收方下一帧要接收5号帧，换言之，5号帧前的各帧接收方都已正确接收到。N(S)和N(R)均为3
34、位二进制编码，可取值为07。监控帧：监控帧用于差错控制和流量控制，通常简称S帧。S帧以控制字段第1、2位为“10”来标志。S帧不带信息字段，帧长只有6个字节。S帧的控制字段的第3、4位为S帧类型编码，共有四种不同组合。（M1、M2组合的意义）无编号帧：无编号帧因其控制字段中不包含编号N(S)和N(R)而得名，简称U帧。U帧用于提供对链路的建立、拆除及多种控制功能，这些控制功能用于个M位(M1M5，也称修正位)来定义，可以定义32种附加的命令或应答功能。（返回）第31页，此课件共36页哦M1、M2组合的意义S帧的控制字段的第3、4位为S帧类型编码，共有四种不同组合。“00”接收就绪(RR)，由主
35、站可以使用RR型S帧来轮询从站，即希望从站传输编号为N(R)的I帧，若存在这样的帧，便进行传输；从站也可用RR型S帧来做响应，表示从站期望接收的下一帧的编号是N(S)。“01”拒绝(REJ)，由主站或从站发送，用以要求发送方对从编号为N(R)开始的帧及其以后所有的帧进行重发，这也暗示N(R)以前的I帧已被正确接收。“10”接收未就绪(RNR)，表示编号小于N(R)的I帧已被收到，但目前正处于忙状态，尚未准备好接收编号为N(R)的I帧，这可用来对链路流量进行控制。“11”选择拒绝(SREJ)，它要求发送方发送编号为N(R)的单个I帧，并暗示其他编号的I帧已全部确认。可以看出，接收就绪RR型S帧和
36、接收未就绪RNR型S帧有有两个主要功能：首先，这两种类型的S帧用来表示从站已准备好或未就准备好接收信息；其次，确认编号小于N(R)的所有接收到的I帧。拒绝REJ和选择拒绝SREJ型S帧，用于向对方站反指出发生了差错。REJ帧对应GO-BACK-N策略，用以请求重发N(R)起始的所有帧，而N(R)以前的帧已被确认，当收到一个N(S)等于REJ型S帧的N(R)的I帧后，REJ状态即可清除。SREJ帧对应选择重发策略，当收到一个N(S)等于SREJ帧的N(R)的I帧时，SREJ状态即应消除。（返回）第32页，此课件共36页哦4.4.2 局域网逻辑链路控制子层LLC在局域网中将数据链路层分为两个子层，
37、媒体访问控制子层（MAC）和逻辑链路控制子层（LLC）。逻辑链路对应于IEEE802体系中的802.2规范说明。LLC的主要功能是：1、建立和释放数据链路层的逻辑连接；2、提供一致的与高层接口标准；3、完成差错控制；4、加上帧序号。其中最重要的任务之一就是向上提供服务，这里按书着重讨论向上提供服务和完成差错控制问题。LLC层提供三种不同的服务：LLC1不确认的无连接服务（在局域网中广泛应用，差错控制和流量控制由高层完成。）、LLC2面向连接的服务（不适用于局域网，适用于使用公用通信网线路构成的网络，适用于点到点的传输和长文件夹的传送。）、LLC3带确认的克连接服务（只用于802.4标准令牌总线
38、网）。书上P69。LLC层的服务访问点与寻址 MAC地址和SAP地址：MAC地址即物理地址，在MAC层使用，MAC层将按这个地址将数据帧送到站点（主机）；SAP地址则用于在站中寻址进程，将数据帧送到具体的进程。LLC的帧结构（P71）LLC的帧类型（P72）（返回）DSAP SSAP 控制 信息 第33页，此课件共36页哦4.4.3 因特网中的PPP协议点对点协议(Point to Point Protocol，PPP)。PPP协议是为在串行点对点链路上传输数据包的简单链路设计的，这些链路提供全双工的双向操作而且按顺序传送数据包。PPP协议是一种有效的点对点通信协议，由PPP数据封装组帧方式、
39、链路控制协议(Link Control Protocol，LCP)及网络控制协议(Network Control Protocol，NCP)三部分组成。1）PPP数据封装：PPP采用HDLC协议作为在串行链路上封装IP数据报的方法。PPP既支持数据为8位和无奇偶检验的异步模式，还支持面向位的同步链接。2）PPPPPP的链路控制协议：为了适应各种环境的需要，PPP 提供了链路控制协议LCP，用来建立、配置和测试数据链路。它允许通信双方进行协商，以确定不同的选项。LCP 协议用于自动地确定封装格式和选项包的长度。当发现产生回路的链路和其他一些配置错误时，终止链路。此外还有其他可选的功能，包括证实链
40、路另一端对方的身份，监测链路是否正常等。3）PPP的网络控制协议：PPP中的网络控制协议NCP用来管理相应网络层协议的特殊要求。PPP中的网络控制协议NCP允许链路同时采用多种网络层协议。每个不同的网络层协议要用一个相应的NCP来配置。（PPP数据帧格式）（返回）第34页，此课件共36页哦PPP数据帧格式PPP数据帧的格式看上去很像ISO的高层数据链路控制HDLC。PPP帧的前3个字段和最后两个字段和HDLC的格式是一样的。PPP不是面向位的，因而所有的PPP帧的长度都是整数个字节。与HDLC不同的是多了一个2个字节的协议字段。当协议字段为0 x0021时，信息字段就是IP数据报。若为0 xC
41、021,则信息字段是链路控制数据，而0 x8021表示这是网络控制数据。地址段总是全一，表明所有站的状态都是为了接收帧，避免了分配数据链路地址问题。控制段的缺省值为0X03，此值表示无序帧，即PPP在缺省情况下使用无序帧来传输数据。又因为PPP是面向字符的，所以传送的数据中就会出现作为标志的0X7E（01111110）。因此要使用转义符。具体实现过程如下。当遇到字符0 x7e时，需连续传送两个字符：0 x7d和0 x5e，以实现标志字符的转义。当遇到转义字符0 x7d时，需连续传送两个字符：0 x7d和0 x5d，以实现转义字符的转义。默认情况下，如果字符的值小于0 x20(比如，一个ASCII控制字符)，一般都要进行转义。例如，遇到字符0 x01时需连续传送0 x7d和0 x21两个字符。此时，第6位取补码后变为1，而前面两种情况均把它变为0。（返回）第35页，此课件共36页哦第四章习题与思考一、书上P732、4、5、6、8、9、10二、指出数据链路层有哪些成帧方法？三、指出HDLC协议和PPP协议的特色。（返回）第36页，此课件共36页哦