計算機網路體系之混合模型之資料鏈路層

2021-08-11 14:57:45 字數 1663 閱讀 3095

資料鏈路層可以簡單理解為傳送資料的鏈路加上實現控制資料傳輸的通訊協議的軟體和硬體。在談論資料鏈路層的功能的時候,我們通常在兩個對等的資料鏈路層的節點假想一條資料通道,而資料通道上傳輸的資料單位是幀。而我們知道資料鏈路層的下層物理層的傳輸的資料單位是位元,那麼資料鏈路層的乙個問題就是如何把位元組成幀。為了區分幀的開始和結束,那麼又涉及到另外乙個問題就是幀定界。

總的概括資料鏈路層的主要功能如下:

(1)鏈路管理:即鏈路的建立、維持和釋放。當兩個節點需要進行通訊,資料傳送方要知道接收方是否準備好了,為此就要事先約定好一些規則,然後正式通訊前交換一些必要的資訊。

(2)幀定界(幀同步):資料鏈路層資料的傳輸單位是幀,那麼資料必須是一幀一幀的傳送,收方應當能從收到的位元流中準確地區分一幀的開始和結束在什麼地方。

(3)流量控制:發方傳送資料的速率必須使收方來得及接收,當接不住的時候通過一些反饋機制及時控制發方傳送資料的速率。

(4)差錯控制:由於向前糾錯(自動把差錯改正)開銷較大不適合計算機通訊,故採用差錯檢測,檢測到差錯就丟棄出錯的幀。接下來有兩種選擇,不做處理由高層處理,或者通過相關機制由資料鏈路層負責重傳。

(5)區分資料和控制資訊:通常資料和控制資訊位於同一幀中,應當有一種機制可以使收方能夠區分兩者。

(6)透明傳輸:當所傳資料中的位元組合恰巧與控制資訊相同,必須有轉義機制讓收方不會將這種位元組合的資料資訊誤認為是某種控制資訊。

具有最簡單的流量控制機制的資料鏈路層協議---停止等待協議

停止等待協議由兩個機制保證,確認機制和超時機制。接收方每正確收到傳送方發的一幀,回乙個ack,放送方收到ack後才會傳送新的一幀。為了防止幀丟失或者ack丟失造成的死鎖現象,採用了計時器,如果傳送方在一定時間內沒有收到ack,傳送方就重傳上一幀。此處為了解決重複幀的問題,引入序列號,即增加額外的開銷用來區分不同的幀。另外捎帶提一下的是,資料鏈路層廣泛採用crc(迴圈冗餘檢驗)的檢錯技術檢錯。正是由於資料鏈路層的停止等待協議採用了有效的檢錯重傳的機制,所以可以說資料鏈路層對上面網路層提供了可靠傳輸的服務。

傳送端對出錯的資料幀進行的重傳是自動進行的,這種差錯控制機制簡稱arq(自動重傳請求)。

連續arq協議

連續arq協議的要點在於傳送乙個資料幀後,不是停下來等待確認幀而是可以連續傳送若干個資料幀。但連續arq協議存在兩個問題,乙個是當未確認的資料幀太多時,只要乙個資料幀出錯,就可能要有很多資料幀需要重傳,這必然就要增大開銷。另乙個問題是,為了對所傳送出去的大量資料幀進行編號,每個資料幀的傳送序號也要占用較多的位元數,這樣又增加了新的開銷。

滑動視窗協議

在連續arq協議中,應當將已傳送但未確認的資料幀的數目加以限制,即設定所謂的傳送視窗和接收視窗。

面向位元的鏈路控制規程hdlc

hdlc的幀結構,資料鏈路層的資料傳送是以幀為單位的,乙個幀的結構具有固定的格式。資訊欄位的長度沒有具體的規定,資料鏈路層在資訊欄位的首尾加上各24位元的控制資訊,構成乙個完整的幀。其中開頭結尾放上乙個位元組的特殊標記作為幀的邊界,這個特殊標記叫做標誌欄位f(6個連續的1加上兩頭各乙個0共8位元)。為了避免歧義,資訊字段採用零填充法保證不出現6個連續的1,即每五個連續的1後插入乙個0,接收方每發現五個連續的1就刪去後面的0,從而還原資訊。開始標誌後面是8位元的位址資訊,然後是8位元的控制資訊。結束標誌之前是16位元的幀檢驗序列(fcs)。

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