华北航天工业学院：《数据通信与计算机网络技术》课程教学资源（PPT课件）第4章 数据链路层

少数字通信与计算 华北航天工业学院 庄连英制作

数字通信与计算 机网络技术基础 华北航天工业学院 庄连英 制作

第4章数据链路层 本章学习目标 链路、数据链路的概念,数据链路层的功能 停止等待协议的工作原理与过程 数据链路层是如何进行差错控制的 数据链路层流量控制的意义与方法 面向比特数据链路层协议HLC的帧结构与帧分类 ˉPPP链路协议的工作过程

第4章 数据链路层 本章学习目标 •链路、数据链路的概念，数据链路层的功能 •停止等待协议的工作原理与过程 •数据链路层是如何进行差错控制的 •数据链路层流量控制的意义与方法 •面向比特数据链路层协议HDLC的帧结构与帧分类 •PPP链路协议的工作过程

第4章数据链路层 41数据链路层功能 42停止等待协议 43连续ARQ协议 4.4流量控制 45面向比特的链路控制规程HDLC 46 Internet的链路层协议 退出

第4章 数据链路层 4.1 数据链路层功能 4.2 停止等待协议 4.3 连续ARQ协议 4.4 流量控制 4.5 面向比特的链路控制规程HDLC 4.6 Internet的链路层协议 退出

4.1数据链路层功能 具体功能如下: 1、链路管理:当网络中的两个结点进行通信时, 发送方必须确知接收方是否已处在准备接收状态。 Q2、帧同步;数据链路层,数据传送的单位是帧。 3、流量控制:协调发送方与接收方的工作 4、差错控制:接收方可通过校验帧的差错编码, 判断接收到的帧是否有差错。 5、透明传输:所谓透明传输就是不管所传数据 是什么样的比特组合,都应能够在链路上传送 6、寻址:在多点连接的情况下,保证每一帧都 能送到正确的目的站

4.1 数据链路层功能 具体功能如下： 1、链路管理：当网络中的两个结点进行通信时， 发送方必须确知接收方是否已处在准备接收状态。 2、帧同步：数据链路层，数据传送的单位是帧。 3、流量控制：协调发送方与接收方的工作。 4、差错控制：接收方可通过校验帧的差错编码， 判断接收到的帧是否有差错。 5、透明传输：所谓透明传输就是不管所传数据 是什么样的比特组合，都应能够在链路上传送。 6、寻址：在多点连接的情况下，保证每一帧都 能送到正确的目的站

4.2停止等待协放 两个结点数据链路层间的通信模型: 主机A 主机B 链路层 链路层 理想链路的通信。 实际链路的通信:采用停止等待协议保证数据 通信双方的协调工作

4.2 停止等待协议 链路层 主机A 链路层 主机B 两个结点数据链路层间的通信模型： 理想链路的通信。 实际链路的通信：采用停止等待协议保证数据 通信双方的协调工作

停止等待协议的工作原理: B A B B B DATAO DATAO DATAO DATAO 丢失 NAK 出错超时 超时ACK DATAl DATAL ↓丢失 DATAl 重传 时间A0K 重传AC 重传ACX ACK 丢弃 (1)正常情况(2)帧校验错误(3)数据帧丢失(4)确认帧丢失

停止等待协议的工作原理： A B DATA0 ACK DATA1 时间 ACK A B DATA0 NAK DATA1 重传 ACK A B DATA0 超时 ACK A B DATA0 ACK DATA1 ACK X 出错 重传 丢失 超时 重传 丢失 丢弃 （1）正常情况 （2）帧校验错误 （3）数据帧丢失 （4）确认帧丢失

4.3连续ARQ协放 工作原理: 连续ARQ协议,即采用连续自动请求重传方 案。发送方可以连续发送一系列信息帧,即不 用等待前一帧被确认便可发送下一帧。这就需 要在发送方设置一个较大的缓冲存储空间,用 以存放若干待确认的信息帧。当发送方收到对 某信息帧的确认帧后便可从帧缓存中将该信息 帧删除,并继续发送数据帧。所以,连续 ARQ协议使得信道利用率大大提高

4.3 连续ARQ协议 工作原理： 连续ARQ协议，即采用连续自动请求重传方 案。发送方可以连续发送一系列信息帧，即不 用等待前一帧被确认便可发送下一帧。这就需 要在发送方设置一个较大的缓冲存储空间，用 以存放若干待确认的信息帧。当发送方收到对 某信息帧的确认帧后便可从帧缓存中将该信息 帧删除，并继续发送数据帧。所以，连续 ARQ协议使得信道利用率大大提高

4.4流量控制 44.1XON/XOFF方案 442窗口机制

4.4 流量控制 4.4.1 XON/XOFF方案 4.4.2 窗口机制

4.4.1 XONOFF方案 XON/XOFF主要应用于面向字符通信中, 使用一对控制字符来实现流量控制。其中 ⅩON采用ASCI字符集中的控制字符DC1, ⅩOFF采用ASCI字符集中的控制字符DC3。 在一次数据传输过程中,ⅩOFF、ⅩON的周 期可重复多次。但这些操作对用户来说是 透明的。许多异步数据通信软件包均支持 XONIXOFF协议

4.4.1 XON/XOFF方案 XON/XOFF主要应用于面向字符通信中， 使用一对控制字符来实现流量控制。其中 XON采用ASCII字符集中的控制字符DC1， XOFF采用ASCII字符集中的控制字符DC3。 在一次数据传输过程中，XOFF、XON的周 期可重复多次。但这些操作对用户来说是 透明的。许多异步数据通信软件包均支持 XON/XOFF协议

4.4.2窗口机制 连续ARQ协议发送方是不能无限制地发送数据帧的,主 要因为: (1)由于发送的数据帧都未被确认,需要在发送方缓存 中保留副本,以备重传。计算机的硬件资源是有限的, 存容量不能无限制增加 (2)发送数据帧过多,一旦有一帧出现错误,可能有很 多帧需要重传,造成很大的浪费,增加了很多不必要的 开销 (3)为了对连续发送的大量数据帧进行编号,每帧的发 送序号也要占用较多的比特,又增加了一定的开销。 因此需要对此协议中连续发送的未被确认的帧数做一定 的限制,这就是滑动窗口协议

4.4.2 窗口机制 连续ARQ协议发送方是不能无限制地发送数据帧的，主 要因为： （1）由于发送的数据帧都未被确认，需要在发送方缓存 中保留副本，以备重传。计算机的硬件资源是有限的， 缓存容量不能无限制增加。 （2）发送数据帧过多，一旦有一帧出现错误，可能有很 多帧需要重传，造成很大的浪费，增加了很多不必要的 开销。 （3）为了对连续发送的大量数据帧进行编号，每帧的发 送序号也要占用较多的比特，又增加了一定的开销。 因此需要对此协议中连续发送的未被确认的帧数做一定 的限制，这就是滑动窗口协议