华北航天工业学院：《网络和现代通信技术基础（数据通信与计算机网络）》课程教学资源（PPT课件讲稿）第四章 数据链路层

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 PPP链路协议的工作过程 网络和现代通信技术基础——数据链路层

网络和现代通信技术基础——数据链路层 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

41数据链路层概述 链路与数据链路 节点交换机 数据传输 节点交换机 链路控制 调制解 调制解 调器 调器 链路控制 链路 数据链路 网络和现代通信技术基础——数据链路层

网络和现代通信技术基础——数据链路层 4.1 数据链路层概述 链路与数据链路 调制解 调器 调制解 调器 链 路 控 制 链 路 控 制 节点交换机 节点交换机 链路 数据链路 数据传输

41数据链路层概述 帧与报文 用户 用户 应用层 应用层 表示层 表示层 报文 会话层 会话层 传输层 传输层 报文或分组网络层 网络层 数据链路层 数据链路层 帧 物理层 物理层 通信媒体 网络和现代通信技术基础——数据链路层

网络和现代通信技术基础——数据链路层 4.1 数据链路层概述 帧与报文 通信媒体 物理层 数据链路层 网络层 传输层 会话层 表示层 应用层 物理层 数据链路层 网络层 传输层 会话层 表示层 应用层 报文或分组 报文 帧 用户 用户

41数据链路层概述 4.1.2数据链路层的目的、服务及功能 1.目的 数据链路层在网络实体间提供建立、维持和 释放数据链路连接以及提供传输数据链路服 务数据单元的功能和过程的手段;在物理连 接上建立数据链路连接。它检测和校正物理 层出现的错误,为网络层提供可靠的数据链 路 网络和现代通信技术基础——数据链路层

网络和现代通信技术基础——数据链路层 4.1 数据链路层概述 4.1.2 数据链路层的目的、服务及功能 1．目的 数据链路层在网络实体间提供建立、维持和 释放数据链路连接以及提供传输数据链路服 务数据单元的功能和过程的手段；在物理连 接上建立数据链路连接。它检测和校正物理 层出现的错误，为网络层提供可靠的数据链 路

41数据链路层概述 4.1.2数据链路层的目的、服务及功能 2.为网络层提供的服务 (1)数据链路连接 (2)接收数据链路服务数据单元和网络层交换数据; (3)提供数据链路端点标识符; (4)当把数据链路服务数据单元划分为多个数据链路协议数据单元传 送时,要保证按发送方发送的顺序向接收方的网络层递交,即提供保 序的服务; (5)差错位检测、纠正和报告; (6)流量控制; (7)服务质量参数的商定。 网络和现代通信技术基础——数据链路层

网络和现代通信技术基础——数据链路层 4.1 数据链路层概述 4.1.2 数据链路层的目的、服务及功能 2．为网络层提供的服务 （1）数据链路连接。 （2）接收数据链路服务数据单元和网络层交换数据； （3）提供数据链路端点标识符； （4）当把数据链路服务数据单元划分为多个数据链路协议数据单元传 送时，要保证按发送方发送的顺序向接收方的网络层递交，即提供保 序的服务； （5）差错位检测、纠正和报告； （6）流量控制； （7）服务质量参数的商定

41数据链路层概述 4.1.2数据链路层的目的、服务及功能 3.数据链路层的功能 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。 网络和现代通信技术基础——数据链路层

网络和现代通信技术基础——数据链路层 4.1 数据链路层概述 4.1.2 数据链路层的目的、服务及功能 3．数据链路层的功能 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

42停止等待协议 网络两个节点数据链路层进行通信的模型 主机A 主机B 链路层 链路层 网络和现代通信技术基础——数据链路层

网络和现代通信技术基础——数据链路层 4.2 停止等待协议 网络两个节点数据链路层进行通信的模型 主机 A 主机 B 链路层 链路层

42停止等待协议 停止等待协议的工作原理: B A B DATAO DATAO DATAO DATAO 出\超时 丢失超 ACK NAK ACK 时 丢失 时 DATA1重传二DA0重传DTN0重传、DATA0 间\N ACK ACK一 ACK弃 (1)正常情况(②)帧校验错误(3)数据帧丢失(4)确认帧丢失 网络和现代通信技术基础——数据链路层

网络和现代通信技术基础——数据链路层 4.2 停止等待协议 停止等待协议的工作原理： 重传 丢失 DATA0 ACK DATA1 ACK A B DATA0 NAK DATA0 A B DATA0 DATA0 A B 超时 ACK ACK DATA0 DATA0 A B ACK 出 ACK 错 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 时 间 丢失 重传 超 时 重传

43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。 网络和现代通信技术基础——数据链路层

网络和现代通信技术基础——数据链路层 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

43连续ARQ协议 工作原理: 一计时器超时 重传 发送方 0 4567 AOf A kA ACK 3 接收方 01× DDDDD2345167 出错 丢弃 网络和现代通信技术基础——数据链路层

网络和现代通信技术基础——数据链路层 4.3 连续ARQ协议 工作原理： 0 1 2 3 4 5 6 7 2 3 4 5 6 7 0 1 × D D D D D 出错 丢弃 ACK1 ACK0 ACK2 ACK3 计时器超时 重 传 发送方 接收方 2 3 4 5 6 7