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链路是从一个节点到相邻节点之间的物理线路#xff08;有线或无线#xff09; 数据链路是指把实现协议的软件和硬件加到对应链路上。帧是点对点信道的数据链路层的协议数据单元。
点对点信道
通信的主要步骤#xff1a;
节点a的数据链路层将网络层交下来的包添…数据链路
链路是从一个节点到相邻节点之间的物理线路有线或无线 数据链路是指把实现协议的软件和硬件加到对应链路上。帧是点对点信道的数据链路层的协议数据单元。
点对点信道
通信的主要步骤
节点a的数据链路层将网络层交下来的包添加首尾分装成帧。节点a将封好的帧发送给节点b的数据链路层。若节点b收到的帧无差错则从收到的帧中提取出数据否则将该帧丢弃。
广播信道
局域网的优点
具有广播功能。便于系统的扩展和演变。提高了系统的可靠性、可用性、生存性。 静态划分信道、动态媒体接入控制。
以太网的两个主要标准。
三个基本问题
封装成帧
封装成帧就是在一段数据的前后分别加上首部和尾部。首部和尾部的一个重要作用就是帧定界。每一种链路协议都规定了所传输的帧的数据部分的最大长度——最大传输单元MTU。
透明传输
透明传送数据不管什么样的比特组合的数据都能按照原样没有差错的通过数据链路层。 “透明”表示某个存在的事物看起来好像不存在一样。 当传输文件为非ASCII的文本文件时如果数据中的某个字节的二级制代码恰好为控制字符数据链路层就会错误的把部分帧收下。
解决透明传输的问题是发送端数据链路层在数据中出现控制字符“SOC”和EOT时在SOC和EOT前插入一个转义字符“ESC”接收端的数据链路层把数据送往网络层之前删除这个转义字符这叫字符填充或字节填充。
差错检测
在传输过程中可能产生比特差错即0变成11变成0 。传输错误的比特占所有传输的比特总数的比率称之为误码率BER。误码率与信噪比有很大关系。
循环冗余检验CRC
生成步骤
(1)、将x的最高次幂为R的生成多项式G(x)转换成对应的R1位二进制数。 (2)、将信息码左移R位相当于对应的信息多项式C(x)*x的R次方。 (3)、用生成多项式二进制数对信息码做除得到R位的余数即冗余码。 (4)、将余数拼到信息码左移后空出的位置得到完整的CRC码。
循环冗余检验CRC和帧检验序列FCS并不是同一概念。CRC是检错方法FCS是冗余码。
接收方冗余码除以除数余数不为零则该帧有差错丢弃该帧余数为零可能出错但出错概率小。
缺点这一种检测方法不知道哪个比特出错。
无比特差错与无传输差错
比特差错帧内部比特位出现错误可以通过帧的FCS方法CRC检验序列保证无比特差错。传输差错帧丢失、帧重复、帧失序。在数据链路层使用CRC检验能够实现无比特差错的传输但这还不是可靠传输。来自CSDN)
点对点协议PPP
特点:
简单封装成帧透明性多种网络层协议多种类型链路差错检测检测连接状态最大传送单元网络层地址协商数据压缩协商
不需要的功能
纠错序号流量控制
多点线路只支持点对点链路通信
半双工或单工链路只支持全双工链路
三个组成部分
一个将IP数据报封装到串行链路的方法。一个链路控制协议。一套网络控制协议。
帧格式
首部和尾部分别为4个字段和两个字段。 首部
首部中的标志字段F(Flag)规定为0x7E(符号0x表示它后面的字符是用十六进制表示的。十六进制的7E的二进制表示是01111110)标志字段表示一个帧的开始。 首部中的地址字段A规定为0xFF(即11111111)。 首部中的控制字段C规定为0x03(即00000011)。尾部 尾部中的第一个字段(2个字节)是使用CRC的帧检验序列FCS。 尾部中的标志字段F(Flag)规定为0x7E(符号0x表示它后面的字符是用十六进制表示的。十六进制的7E的二进制表示是01111110)标志字段表示一个帧的结束。 注标志字段就是PPP帧的定界符。连续两帧之间只需要用一个标志字段。如果连续出现两个标志字段就表示这是一个空帧应当丢弃。来自CSDN)
为点对点信道的透明传输提供的解决方案
异步传输
当PPP使用异步传输时它把转移符定义为0x7D并使用字节填充。 RFC1662规定了如下填充方法
把信息字段中出现的每一个0x7E字节转变为2字节序列(0x7D0x5E)。若信息字段中出现一个0x7D的字节(即出现了和转义字符一样的比特组合)则把转义字符0x7D转变为2字节序列(0x7D0x5D)。若信息字段中出现ASCII码的控制字符(即数值小于0x20的字符)则在该字符前面要加入一个0x7D字节同时将该字符的编码加以改变。例如出现0x03(在控制字符中是“传输结束”ETX)就要把它转变为2字节序列的(0x7D0x31)。
由于在发送端进行了字节填充因此在链路上传送的信息字节数就超过了原来的信息字节数。但接收端在接收到数据后再进行与发送端字节填充相反的变换就可以正确地恢复出原来的信息。
同步传输
当PPP使用同步传输时使用零比特填充。 零比特填充的具体方法
在发送端先扫描整个信息字段(通常使用硬件实现但也可以用软件实现但是会慢一些)。只要发现有5个连续的1则立即填入一个0。接收端在收到一个帧时先找到标志字段F以确定帧的边界接着再用硬件对其中的比特流进行扫描每当发现5个连续1时就把5个连续1后的一个0删除以还原成原来的信息比特流。
因此通过这种零比特填充后的数据就可以保证在信息字段中不会出现连续6个1。 来自CSDN)
