3计算机数据链路层.pptx

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2019/12/3,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2019/12/3,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2019/12/3,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2019/12/3,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2019/12/3,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2019/12/3,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2019/12/3,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2019/12/3,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2019/12/3,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2019/12/3,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2019/12/3,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2019/12/3,#,数据链路层,数据链路层的功能,组帧,差错控制,流量控制和可靠传输机制,介质访问控制,局域网,广域网,数据链路层设备,1,考纲要求,数据链路层的功能,组帧,差错控制,检错编码,纠错编码,流量控制与可靠传输机制,流量控制、可靠传输与滑轮窗口机制,单帧滑动窗口与停止,-,等待协议,多帧滑动窗口与后退,N,帧协议（,GBN,）,多帧滑动窗口与选择重传协议（,SR,）,介质访问控制,信道划分介质访问控制：频分多路复用、时分多路复用、波分多路复用、码分多路复用的概念和基本原理。,随即访问介质访问控制：,ALOHA,协议；,CSMA,协议；,CSMA/CD,协议；,CSMA/CA,协议。,轮询访问介质访问控制：令牌传递协议,2,考纲要求,3,局域网,局域网的基本概念与体系结构,以太网与,IEEE,IEEE 802.11,令牌环网的基本原理,广域网,广域网的基本,PPP,协议,HDLC,协议,数据链路层设备,网桥的概念和基本原理,局域网交换机及其工作原理。,重点、难点、考点,数据链路层功能和组帧（了解）,差错控制（掌握）,流量控制和可靠传输机制（考点）,介质访问控制（考点）,局域网（考点）,广域网（考点）,5,（,1,）,链路管理：,数据链路的建立、维持和释放。,（,2,）,帧定界（帧同步）：,区分帧边界,（,3,）,流量控制：,收发速度匹配,（,4,）,差错控制：,保证数据正确,（,5,）,区分控制信息和数据信息。,（,7,）,寻址：,确定正确目标。,3.1,数据链路层的主要功能,（,6,）,透明传输：,可以传输任意比特组合,3.2 差错控制,差错控制：有效在检测出存在于数据中的差错并进行纠正的过程,。,6,通常,应付传输差错,的办法如下：,1,、肯定应答。接收器对收到的帧校验无误后送回肯定应答信号,ACK,，发送器收到肯定应答信号后可继续发,后续帧。,2,、否定应答重发。接收器收到一个帧后经较验发现错误，则送回一个否定应答信号,NAK,。发送器必须重新发送出错帧。,3,、超时重发。发送器发送一个帧时就开始计时。在一定时间间隔内没有收到关于该帧的应答信号，则认为该帧丢失并重新发送。,7,检错码和纠错码,纠错码,：通过某种编码纠正传输差错。,例如：海明码。,检错码,：,通过某种编码检查传输是否,出错。,例如：奇偶校验、,CRC,校验。,3.3 流量控制与可靠传输机制,流量控制、可靠传输与滑动窗口机制,单帧滑动窗口与停止,-,等待协议,多帧滑动窗口和后退,N,帧协议（,GNB,）,多帧滑动窗口与选择重传协议（,SR,）,8,9,流量控制目的,流量控制,只与某发送者和某接收者之间的,点到点通信量,有关,。,它的任务是确保一个发送者传输数据的速率不能超过接收者所能承受的速率。流量控制几乎总是涉及到接收者，接收者要向发送者送回另一端情况如何的一些直接反馈。,流量控制方法,停止等待,一次发送一帧窗口,滑动窗口,一次发送若干帧,滑动窗口固定大小,信用量,一次发送若干帧,滑动窗口尺寸动态变化,停止等待流量控制,源站发送数据帧,目的站收到该帧后给予确认,(ACK),回答,源站等待并收到,ACK,后，再发送下一帧,目的站通过不回送,ACK,来终止流量,对于少量的长帧行之有效,停止等待示意,滑动窗口流量控制,若一次仅允许传输一帧，导致严重的低效率,滑动窗口流控允许连续传送多帧,接收方缓冲长,W,发送方可以连续发送,W,帧后才需,ACK,给每帧编个号,ACK,帧中包含所期望的下一帧的编号,以字段大小,(k),所限定的序号,以,2,k,为模对帧进行编号,14,发送窗口为允许最大发送的帧数；,每发送一帧，允许发送帧的数目减,1,；发送窗口的位置不变。,每收到一个确认，窗口向前滑动。,一,.,发送窗口,等待接收的帧，认为它们在接收窗口内；,按序收到一个窗口内的帧，窗口滑动；,接收方可以使用捎带确认；可以收到多个帧发回,1,个确认；,对于连续,ARQ,协议，接收方必须按序的接收帧，因此有,W,R,=1,。,15,二,.,接收窗口,三.窗口大小的限制,W,T,与序号位数有关,如果序号为,n,位，,W,T,可以为多大？,W,T,+W,R,2,n,，,n,为序号的位数,。,而,W,T,2,n,-1,16,Sliding Window Diagram,发送方滑动窗口,当发送出数据时，滑动窗口从左边开始收缩；,当收到确认时，滑动窗口向右扩展,接收方滑动窗口,当接收到数据时，滑动窗口从左边开始收缩；,当发送确认时，滑动窗口向右扩展,滑动窗口实例,Window size is limited to 7(2,k,-1),See P.172173,又一个滑动窗口实例,多帧滑动窗口和滑动窗口协议,在多帧应答的差错控制机制中，必须采用滑动窗口协议来解决通信双方的同步问题。在滑动窗口协议中，允许发送站连续发送多个数据帧后再停下来等待接收站的应答帧。,在这些帧中，可能某个中间帧出现错误，而其它的帧都是正确的。发送站可采用两种重发策略来纠正出错的帧：一种是重发从出错帧开始的所有帧，而不论后续的帧是否出错，这种重发策略称为后退,n,帧协议；另一种是只重发出错帧，而保留后续正确的帧，这种重发策略称为选择重发协议。,22,选择重传协议（SR）,23,亦称选择重传,仅重传拒绝的帧,接收方接受后续帧并给予缓存,使重传最小化,接收方必须维护足够大的缓存，且必须包含将重传帧以恰当顺序重新插入的逻辑,发送方也需要具有发送失序帧能力的更复杂逻辑,选择重传-图例,一个例子,第,4,帧损坏或丢失,接收方返回,SREJ-4,并接受后续帧,发送方收到,SREJ-4,并重传第,4,帧,接收方收到第,4,帧并以恰当顺序将其插入缓冲,RR-1,丢失,发送方计时器超时并送,RR(P=1),接收方发送,RR-3,并作好接收第,3,帧的准备,选择重传的窗口尺寸,选择拒绝的窗口大小限制比回退,N,帧更严格,考虑一个为,7,的窗口大小,(2,3,-1),发送方发送第,0,帧至第,6,帧到接收方,接收方收到全部七帧并以,RR7,给予累积确认，且已将接收窗口前移以接受第,7,0,1,2,3,4,和,5,帧,由于突发噪声,RR7,丢失,发送方超时并重传第,0,帧,上述的问题是发送窗口与接收窗口之间有重叠,为克服该问题，最大窗口大小不应大于序号范围的一半,3.4 介质访问控制,信道划分介质访问控制,随机访问介质访问控制,轮询访问介质访问控制,26,3.4.1 信道划分介质访问控制,频分多路复用：,是一个利用载波频率的取得、信号对载波的调制、调制信号的接收、滤波和解调等手段，实现多路复用的技术。,波分多路复用：,在一条光纤信道上，按照光波的波长不同划分成若干个子信道，每个信道传输一路信号。,时分多路复用：,把一个物理信道划分成若干个时间片，每一路信号使用一个时间片。各路信号轮流使用这个物理信道。,码分多路复用：,每个用户可在同一时间使用同样的频带进行通信，但是用的是基于码型的分割信道的方法，即每个用户分配一个经过特俗挑选的不同码形。通信各方之间不会相互干扰，且抗干扰能力强,27,2025/8/27 周三,28,频分复用图示,信道,channels,29,复用的时域图,30,解复用的时域图,2025/8/27 周三,31,时分复用,2025/8/27 周三,32,TDM,复用示例,33,TDM,解复用示例,2025/8/27 周三,34,波分复用是光纤通信中使用的一种复用方式,不同的波长的光信号通过同一根光纤传输,在概念上与频分复用相同,采用不同源的窄带光组成一个宽带光,棱镜用作波分复用及其多路分解,注意与多模信号的区别,光纤,波分复用,2025/8/27 周三,35,波分复用图示,波分复用原理方框图,3.4.2 随机访问介质访问控制,ALOHA,协议,ALOHA,协议和它的后继者,CSMA/CD,都是随机访问或者竞争发送协议。随机访问意味着对任何站都无法预计其发送的时刻；竞争发送是指所有发送的站自由竞争信道的使用权。,Aloha,协议或称,Aloha,技术、,Aloha,网，是世界上最早的无线电计算机通信网。它是,1968,年美国夏威夷大学的一项研究计划。,Aloha,网络可以使分散在各岛的多个用户通过无线电信道来使用中心计算机，从而实现一点到多点的数据通信。由此可见，,ALOHA,采用的是一种随机接入的信道访问方式,37,38,ALOHA,协议分为纯,ALOHA,和时隙,ALOHA,两种,ALOHA,协议的思想很简单，只要用户有数据要发送，就尽管让他们发送。当然，这样会产生冲突从而造成帧的破坏。但是，由于广播信道具有反馈性，因此发送方可以在发送数据的过程中进行冲突检测，将接收到的数据与缓冲区的数据进行比较，就可以知道数据帧是否遭到破坏。同样的道理，其他用户也是按照此过程工作。如果发送方知道数据帧遭到破坏（即检测到冲突），那么它可以等待一段随机长的时间后重发该帧。,时隙,ALOHA,协议。思想是用时钟来统一用户的数据发送。办法是将时间分为离散的时间片，,用户每次必须等到下一个时间片才能开始发送数据,，从而避免了用户发送数据的随意性，减少了数据产生冲突的可能性，提高了信道的利用率。,CSMA协议,载波监听多点接入,CSMA,（,Carrier Sense Multiple Access,）是从,ALOHA,演变出的一种改进协议，又称为载波侦听多点访问。,由于采用了附加的硬件装置，每个站都能在发送数据前监听信道上其他站是否在发送数据。如在发送，则此站就暂不发送数据，从而减少了发生冲突的可能。,这样就提高了整个系统的吞吐量。,CSMA,协议是在,ALOHA,协议的基础上提出的。它与,ALOHA,的主要区别就是多了一个载波监听装置，这种装置提供的功能通常称为发送前监听。,39,CSMA协议种类,1-,坚持,CSMA,：当发送节点监听到信道空闲时，立即发送数据，否则继续监听,P-,坚持,CSMA,：当发送节点监听到信道空闲时，以概率,p,发送数据，以概率（,1-p,）延迟一段时间并重新监听,非坚持,CSMA,：当发送节点监听到信道空闲时，立即发送数据，否则,延迟一段随机的时间再,重新监听,40,CSMA/CD协议,CSMA/CD,（,Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect,）,即载波监听多路访问,/,冲突检测方法,是一种争用型的介质访问控制协议。它起源于美国夏威夷大学开发的,ALOHA,网所采用的争用型协议，并进行了改进，使之具有比,ALOHA,协议更高的介质利用率。,CSMA/CD,控制规程：,控制规程的核心问题：解决在公共通道上以广播方式传送数据中可能出现的问题（主要是数据碰撞问题）,控制过程包含四个处理内容：,侦听、发送、,检测、冲突处理,41,练习,根据,CSMA/CD,协议的工作原理，需要提高最短帧长度的是（）,A,网络传输速率不变，冲突域的最大距离变短,B,上层协议使用,TCP,的概率增加,C,在冲突域不变的情况下减少线路的中继器数量,D,冲突域的最大距离不变，网络传输速率提高,43,CSMA/CD,控制方式的优点是：,原理比较简单，技术上易实现，网络中各工作站处于平等地位，不需集中控制，不提供优先级控制。但在网络负载增大时，发送时间增长，发送效率急剧下降。,CSMA/CD,应用在,ISO7,层里的数据链路层,它的工作原理是,:,发送数据前 先监听信道是否空闲,若空闲 则立即发送数据,.,在发送数据时,边发送边继续监听,.,若监听到冲突,则立即停止发送数据,.,等待一段随即时间,再重新尝试,.,44,CSMA/CD,的发送流程可以简单的概括为,1,先听先发,2,边听边发,3,冲突停止,4,随机延迟后重发。,CSMA/CA协议,CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance),带有冲突避免的载波侦听多路访问，,是对,CSMA/CD,的进一步改进,工作流程是,:,一个工作站希望在,无线网络中传送数据,，如果没有探测到网络中正在传送数据，则附加等待一段时间，再随机选择一个时间片继续探测，如果无线网路中仍旧没有活动的话，就将数据发送出去。接受端的工作站如果受到发送端送出的完整的数据则回发一个,ACK,数据报，如果这个,ACK,数据报被接收端收到，则这个数据发送过程完成，如果发送端没有收到,ACK,数据报，则或者发送的数据没有被完整地收到，或者,ACK,信号的发送失败，不管是那种现象发生，数据报都在发送端等待一段时间后被重传。,CSMA/CA,通过这种方式来提供无线的共享访问，这种显式的,ACK,机制在处理无线问题时非常有效。,45,46,CSMA/CA,利用,ACK,信号来避免冲突的发生，也就是说，只有当客户端收到网络上返回的,ACK,信号后才确认送出的数据已经正确到达目的。,CSMA/CA,通过这种方式来提供无线的共享访问，这种显式的,ACK,机制在处理无线问题时非常有效。,CSMA/CD和CSMA/CA的主要差别,CSMA/CD,：即载波监听多路访问,/,冲突检测方法,CSMA/CA,：带有冲突避免的载波侦听多路访问，发送包的同时不能检测到信道上有无冲突，只能尽量避免；,1.,两者的传输介质不同,CSMA/CD,用于总线以太,而,CSMA/CA,则用于无线局域网,802.11b,；,2.,检测方式不同,CSMA/CD,通过电缆中电压的变化来检测，当数据发生碰撞时，电缆中的电压就会随着发生变化；而,CSMA/CA,采用能量检测,(ED),、载波检测,(CS),和能量载波混合检测三种检测信道空闲的方式；,47,轮询访问介质访问控制,令牌传递协议,Token Passing,令牌传递：环型拓扑网络中用来控制传输的技术。令牌是沿着环发送的专门的消息。当某站有包发送时，等待令牌到达，得到令牌后先发送包，再发送令牌。,48,3.4 局域网,局域网基本概念与体系结构,以太网,IEEE802.3,IEEE802.11,令牌环网基本原理,49,局域网基本概念,局域网（,LAN,）是指一组计算机及其他设备分布在一个有限的地理区域内，并且彼此间通过通信网络互相连接。通常,LAN,局限于一个建筑物或一个园区内。,局域网的特点：,地理范围小,属于某个单位或部门,数据传输率高,差错率较低,不用穿越公共设施,能进行广播或多播,50,局域网的体系结构,局域网的拓扑结构,总线型,环型,星型,树型,混合型,51,总线型：,一条电缆（总线）连接所有的机器。,52,数据的发送：,每次只有一台机器可以发送数据。,数据以电信号的方式发送到网络中的所有站点，但仅有与数据中目标地址匹配的机器接收该信息。,53,信号的反射：,信号在电缆的末端会反弹回来，将会阻止其他计算机发送数据。,54,为了防止信号的来回反射，在电缆的两端安装了端结头以吸收多余的信号。,55,多余信号的吸收，保证了其他机器可以正常发送数据。,56,总线是一种被动的拓扑结构，总线上的计算机仅仅是“听”网络上的数据，并不负责将数据“移交”给下一台机器，,一台机器出了故障，并不影响局域网的其他部分。,57,电缆的故障将会影响信号传播的路径，信号会发生反射，所有的网络活动将会停止。故障通常是指总线断成两部分，（或者是连接处松开、接触不紧；或者其它原因）。,58,一旦电缆出了故障，网络上的计算机只能是相互孤立的。因为故障产生了未端接的头，信号的反射使得计算机之间无法正常通信。,59,星 型,：,所有的机器通过电缆连接到一个中心部件（通常是集线器,HUB,），一台计算机发送的信号要通过该部件送往目标计算机。,60,计算机发送的信号都要经过,HUB,。要发送的信号首先被送往,HUB,，,HUB,负责广播该信号。,61,如果星型网络中一台计算机出了故障，该计算机无法发送和接收信息，但其他计算机不受影响。,62,如果,HUB,出了问题，所有的计算机将是孤立的，相互之间无法传递信号。,63,环 型,：,所有的计算机连接到一个环上，没有末端。信号沿着环的方向经过每个计算机。与总线拓扑的被动方式不同，每台计算机都推动信号的传递。,64,实现时，来自每个计算机的电缆都接到,HUB,，计算机要发送的所有信息在送往目标计算机之前必须经过,HUB,。,65,图中的令牌环网，看起来类似星型，但是，环是一个逻辑环，表示信号是如何在环上流动的。信号总是沿顺时针方向从一个计算机到下一个计算机，直到到达目标计算机。,66,实现时，信号从一个计算机送往,HUB,，接着到下个计算机，按照顺序，信号从每个计算机发往,HUB,，然后按照顺时针方向到达环上的下个计算机。,67,令牌的传递：,令牌沿着环在计算机之间传递，直到某个计算机有数据要发送。发送数据的计算机将发送地址和接收地址都加到数据上。,68,信号沿着环传递，到达接收数据的计算机后，数据被复制到该计算机上，继续沿着环传递，直到回到发送的计算机，产生一个新的令牌放到环上。,69,一旦某台计算机出现故障，令牌环网会检测到环上有“死”的计算机并将其“抛弃”。其他计算机可以继续正常工作。,70,混合型,：,现在的很多网络拓扑是,总线、星型、环型的组合,。如星总线拓扑，就是将许多星型网络通过总线连接在一起。,71,在星总线拓扑中，如果某台计算机出现故障，将不会影响网络中的其他部分。其他计算机之间仍可以继续通信。,72,如果,HUB,出现问题，,HUB,上的所有计算机将无法进行通信。,73,如果出故障的,HUB,连接了其他,HUB,，那么那些,HUB,及其上面的计算机之间将无法通信。,74,局域网拓扑结构总结：,总线型,:,所有的计算机连接到,一根称为总线的电缆上；,一次只有一个计算机可以发送数据；,信号送往整个网络,，从总线的一端到另一端；,总线末端都使用,端结头,吸收信号，,防止信号的反射,；,总线是被动的,拓扑,；,电缆断开会引起整个网络无法工作。,75,星型,:,所有的机器通过电缆连接到一个中心部件,（通常是集线器,hub,）；,一台计算机发送的信号要通过,hub,送往目标计算机。,如果一台计算机出了故障，该计算机无法发送和接收信息，但网络中其他计算机不受影响。,如果,HUB,出现问题,，计算机仍具有孤立的计算机功能，但网络无法工作。,76,环型,:,所有的机器通过电缆连接到一个中心,HUB,；,信号按照顺时针方向沿一个逻辑环移动。,与被动的总线拓扑不同，每个计算机都会推动信号沿着环移动。,令牌沿着环传递，直到某个机器有信息要发送；,如果没有空令牌，任何机器都无法发送信息。,77,78,H,UB,Hosts,Host,10Base2Thin Ethernet10Base5Thick Ethernet,10BaseTTwisted Pair,混合连接,:,以太网(Ethernet),以太网是一种采用了带有冲突检测的载波侦听多路访问控制方法（,CSMA/CD,）且具有总线型拓扑结构的局域网。,其具体的工作方法为：,每个要发送信息数据的节点先接收总线上的信号，如果总线上有信号，则说明有别的节点在发送数据（总线忙），要等别的节点发送完毕后，本节点才能开始发送数据；如果总线上没有信号，则要发送数据的节点先发出一串信号，在发送的同时也接收总线上的信号，如果接收的信号与发送的信号完全一致，说明没有和其它站点发生冲突，可以继续发送信号。如果接收的信号和发送信号不一致，说明总线上信号产生了“叠加”，表明此时其它节点也开始发送信号，产生了冲突。则暂时停止一段时间（这段时间是随机的），再进行下一次试探,。,79,IEEE802协议标准,a.802.1,标准：包含了局域网的体系结构、网络管理、性能测试、网络互连以及接口原语等。,b.802.2,标准：定义了逻辑链路控制协议（,LLC,）协议的功能及其服务。,c.802.3,标准：定义了,CSMA/CD,总线介质访问控制子层和物理层规范，随着网络的不断发展，目前该标准不引伸出了,802.3u,标准，主要适用于,100Base-T,（快速以太网）。,d.802.4,标准：定义了令牌总线（,Token Bus,）介质访问控制子层与物理层的规范。,e.802.5,标准：定义了令牌环（,Token Ring,）介质访问控制子层与物理层的规范。,80,81,IEEE 802.11,802.11,为,IEEE,（电机电子工程师协会，,The Institute of Electrical and Electronics Engineers,）于,1997,年公告的无线区域网路标准，适用于有线站台与无线用户或无线用户之间的沟通连结。,令牌环形网基本工作原理,令牌环网在拓扑结构上是环型的，在令牌传递逻辑上也是环型的，在网络正常工作时，令牌按某一方向沿着环路经过环路中的各个节点单方向传递。握有令牌的站点具有发送数据的权力，当它发送完所有数据或者持有令牌到达最大时间时，就要交就令牌。,82,3.6 广域网,广域网基本概念,PPP,协议,HDLC,协议,83,广域网的基本概念,广域网（,WAN,，,Wide Area Network,）也称远程网。,通常,跨接很大的物理范围，所覆盖的范围从几十公里到几千公里，它能,连接,多个,城市,或,国家,，或横跨几个洲并能提供远距离通信，星城国际性的远程网络。广域网的通信子网主要使用分组交换技术。广域网的通信子网可以利用公用分组交换网、卫星通信网和无线分组交换网，它将分布在不同地区的局域网或计算机系统互连起来，达到资源共享的目的。,类型：公用电话交换网（,P S T N,）、分组交换网（,X.2 5,）、数字数据网（,D D N,）、,帧中继（,F R,）、交换式多兆位数据服务（,S M D S,）和异步传输模式（,AT M,）。,84,广域网的特点：,1,、适应大容量与突发性通信的要求；,2,、适应综合业务服务的要求；,3,、开放的设备接口与规范化的协议；,4,、完善的通信服务于网络管理。,通常广域网的,数据,传输,速率,比,局域网,低，而信号的传播延迟却比局域网要大得多。,85,PPP（Point to Point Protocol）,点对点协议（,PPP,）为在点对点连接上传输多协议数据包提供了一个标准方法。,PPP,最初设计是为两个对等节点之间的,IP,流量传输提供一种封装协议。在,TCP-IP,协议集中它是一种用来同步调制连接的数据链路层协议（,OSI,模式中的第二层），替代了原来非标准的第二层协议，即,SLIP,。除了,IP,以外,PPP,还可以携带其它协议，包括,DECnet,和,Novell,的,Internet,网包交换（,IPX,）。,86,PPP 主要组成部分,封装：一种封装多协议数据报的方法。,PPP,封装提供了不同网络层协议同时在同一链路传输的多路复用技术。,PPP,封装精心设计，能保持对大多数常用硬件的兼容性。克服了,SLIP,不足之处的一种多用途、点到点协议，它提供的,WAN,数据链接封装服务类似于,LAN,所提供的封闭服务。所以，,PPP,不仅仅提供帧定界，而且提供协议标识和位级完整性检查服务。,链路控制协议：,PPP,提供的,LCP,功能全面，适用于大多数环境。,LCP,用于就封装格式选项自动达成一致，处理数据包大小限制，探测环路链路和其他普通的配置错误，以及终止链路。,LCP,提供的其他可选功能有：认证链路中对等单元的身份，决定链路功能正常或链路失败情况。,87,PPP工作流程：,当用户拨号接入,ISP,时，路由器的调制解调器对拨号做出确认，并建立一条物理连接。,PC,机向路由器发送一系列的,LCP,分组（封装成多个,PPP,帧）。,这些分组及其响应选择一些,PPP,参数，和进行网络层配置，,NCP,给新接入的,PC,机分配一个临时的,IP,地址，使,PC,机成为因特网上的一个主机。,通信完毕时，,NCP,释放网络层连接，收回原来分配出去的,IP,地址。接着，,LCP,释放数据链路层连接。最后释放的是物理层的连接。,88,PPP的特点及用途,主要观测值为载波相位,采用精密的卫星轨道和钟数据,采用复杂的模型,PPP,用途：全球高精度测量，卫星定轨。,PPP,和,HDLC,之间最主要的区别是，,PPP,是面向字符的，,HDLC,是面向位的。,89,高级数据链路规程（HDLC）,是位于数据链路层的协议之一，其工作方式可以支持半双工、全双工传送，支持点到点、多点结构，支持交换型、非交换型信道，它的主要特点包括以下几个方面：,a.,透明性：为实现透明传输，,HDLC,定义了一个特殊标志，这个标志是一个,8,位的比特序列，（,01111110,），用它来指明帧的开始和结束。同时，为保证标志的唯一性，在数据传送时，除标志位外，采取了,0,比特插入法，以区别标志符，即发送端监视比特流，每当发送了连续,5,个,1,时，就插入一个附加的,0,，接收站同样按此方法监视接收的比特流，当发现连续,5,个,1,时而第六位为,0,时，即删除这位,0,。,b.,帧格式：,HDLC,帧格式包括地址域、控制域、信息域和帧校验序列。,c.,规程种类：,HDLC,支持的规程种类包括异步响应方式下的不平衡操作、正常响应方式下的不平衡操作、异步响应方式下的平衡操作。,90,HDLC协议,HDLC,面向比特的同步协议：,High Level Data Link Control,（高级数据链路控制规程）。,特点,:,面向比特的协议中最有代表性的是,IBM,的同步数据链路控制规程,SDLC,（,Synchronous Data Link Control,），国际标准化组织,ISO,（,International Standards Organization,）的高级数据链路控制规程,HDLC,（,High Level Data Link Control,），美国国家标准协会（,American National Standards Institute,）的先进数据通信规程,ADCCP,（,Advanced Data Communications Control Procedure,）。这些协议的特点是所传输的一帧数据可以是任意位，而且它是靠约定的位组合模式，而不是靠特定字符来标志帧的开始和结束，故称,“,面向比特,”,的协议。,91,数据链路层设备,网桥,局域网交换机及其工作原理,92,网桥,网桥是在数据链路层实现局域网互联的设备，它用于使用不同的物理层协议的局域网互联。根据网络连接地域的不同，可以分为本地网桥和远程网桥；根据运行设备是否独立划分，可以分为内部网桥和外部网桥；根据路由选择方式不同，可能分为源选路径网桥和透明网桥。使用网桥可以实现信息的控制传输，也就是说，网桥可以实现网段隔离。,93,94,局域网交换机,交换机是一种基于,MAC,地址识别，能完成封装转发数据包功能的网络设备,局域网交换机则应用于局域网络，用于连接终端设备，如,PC,机及网络打印机等。,工作原理：结点,A,向结点,B,发送信息,1,如果,A,与,B,通过集线器连到交换机的一个端口上,则,A,向,B,发送信息时通过检查“端口号,/MAC,地址映射表”发现,A,与,B,在同一个端口上,则丢弃该帧,.2,如果,A,B,连接不同的端口,首先,A,把目的地址,(B,结点的地址,),加入到“端口号,/MAC,地址映射表”中比较,如果,B,地址在表中,则由路由器建立,A,到,B,的连接,(,注,这样的连接可以建立多个,),如果发现,B,的地址不在“端口号,/MAC,地址映射表”中,则路由器向除,A,端口处的其它结点发送消息,当结点,B,了出应答或发送数据后,就由路由器建立,A,到,B,的连接,并将所得到的信息添加到“端口号,/MAC,地址映射表”中,此后便可以进行数据交换了。,练习,1,试比较分析中继器、集线器、网桥、交换机的区别和联系,2 HDLC,和,PPP,协议分别是面向（）的数据链路层控制协议,A,比特、比特,B,字节、比特,C,字节、字节,D,比特、字节,练习,3,一个,16,端口的集线器的冲突域和广播域个数分别是（），一个,16,端口的交换机的冲突域和广播域个数分别是（）,A 16,1,B 16,16,1,1,1,16,练习,4,由,IEEE802.11,定义的介质访问控制方法是（）,A CSMA,B CSMA/CD,C CSMA/CA,令牌传递,Any Questions?,