计算机网络-第3章

计算机网络第三章数据链路层数据链路层的简单模型局域网广域网主机H1主机H2路由器R1路由器R2路由器R3电话网局域网主机H1向H2发送数据链路层应用层运输层网络层物理层链路层应用层运输层网络层物理层链路层网络层物理层链路层网络层物理层链路层网络层物理层R1R2R3H1H2从层次上来看数据的流动数据链路层的简单模型(续）局域网广域网主机H1主机H2路由器R1路由器R2路由器R3电话网局域网主机H1向H2发送数据链路层应用层运输层网络层物理层链路层应用层运输层网络层物理层链路层网络层物理层链路层网络层物理层链路层网络层物理层R1R2R3H1H2仅从数据链路层观察帧的流动3.1数据链路层基本概念1、数据链路层的由来2、物理链路与逻辑链路链路（物理链路）是指一条无源的点对点的物理线路段，中间没有任何交换节点。数据链路（逻辑链路）物理线路加上控制数据传输的规程，即链路加上实现这些规程的软、硬件构成了数据链路。IP数据报1010……0110帧取出数据链路层网络层链路结点A结点B物理层数据链路层结点A结点B帧(a)(b)发送帧接收链路IP数据报1010……0110帧装入数据链路层传送的是帧3.2数据链路层的功能（1）数据链路层要解决向网络层提供透明的、可靠的数据传送服务。（2）数据链路层要解决在两个网络实体之间提供数据链路连接的建立、维持和释放管理；（3）数据链路层要解决如何处理传输中出现的差错，如何调节发送速率以使发送方与接收方的收发速度相匹配，即要解决传输过程中的流量控制。主要功能是：1)帧的装配与分解--帧同步与透明传输2)流量控制、顺序控制与差错检测与控制3)寻址与链路管理等用控制字符进行帧定界的方法举例SOH装在帧中的数据部分帧帧开始符帧结束符发送在前EOT使用比特填充的首尾定界符法：采用统一的帧格式，以特定的位序列进行帧同步和定界。该方法以一组特定的比特模式(如01111110)来标志一帧的起始与终止。优点：比特填充很容易由硬件来实现，性能优于字符填充方法。物理层编码违例法：IEEE802 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 只在物理层采用特定的比特编码方法时使用。例如，曼彻斯特编码方法优点：无需填充缺点：只适用采用冗余编码的特殊编码环境2.透明传输SOHEOT出现了“EOT”被接收端当作无效帧而丢弃被接收端误认为是一个帧数据部分EOT完整的帧发送在前解决透明传输问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 目的：不管所传数据是什么比特组合，都应该能够在链路上传输。字节填充(bytestuffing)或字符填充(characterstuffing)——接收端的数据链路层在将数据送往网络层之前删除插入的转义字符。如果转义字符也出现数据当中，那么应在转义字符前面插入一个转义字符。当接收端收到连续的两个转义字符时，就删除其中前面的一个。SOHSOHEOTSOHESCESCEOTESCSOHESCESCESCSOH原始数据EOTEOT经过字节填充后发送的数据字节填充字节填充字节填充字节填充发送在前帧开始符帧结束符用字节填充法解决透明传输的问题SOH带填充位的首尾标志法（面向位）：HDLC011111100111110110111110001111110帧首数据帧尾填充位填充位3.2.2差错检测差错是指帧错误、丢失或重复。帧错误是指接收端收到的数据与发送端实际发出的数据出现不一致的现象。帧丢失是指发送方已将数据发出，而接收方却没有接收到相应的数据。目的：确保帧可靠地交付接收方基本方法：接收方向发送方应答，告知是否正确收到帧差错检测和纠正检错码、纠错码附加冗余码在发送数据之前，先按照某种规则在数据位之外附加上一定的冗余位后再发送，此种方法称之为差错控制编码方法。（一种检错、一种纠错）纠正错误的方法：1、反馈-确认-重发2、超时-重发3.2.3流量控制概念流量控制的作用就是使发送方所发出的数据流量不要超过接收方所能接收的流量。必须解决因收发双方的速度不匹配所造成的帧丢失的问题。滑动窗口协议是指一种采用窗口机制进行流量控制的方法3.3可靠传输机制3.3.1奇偶校验方法：奇偶校验是将数据分组，每一组数据后附加一个校验位，使得该组数据（包括校验位）中1的个数为偶数（偶校验）或奇数（奇校验）。分类：垂直奇偶校验，水平奇偶校验和水平垂直奇偶校验。垂直奇偶校验是以字符作为校验单元，水平奇偶校验是以一组字符中对应位作为校验单元进行奇偶校验。水平垂直奇偶校验是将前面两种校验方式相结合而成的。特点：可以检测出更多的差错，效率不高，通信设备负担大水平垂直奇偶校验字符位1234567偶校验位B001011010B110011111B211111001B310001011B400110101B511111111B611111111偶校验100000103.3.2循环冗余校验1）CRC原理任何一个由二进制数位串组成的代码，都可以惟一地与一个只含有0和1两个系数的多项式建立一一对应的关系。例如：代码1010111->对应的多项式为X6+X4+X2+X+1CRC码在发送端编码和接收端校验时，都可以利用事先约定的生成多项式G(X)来得到。k位要发送的信息位可对应于一个(k-1)次多项式K(X)，r位冗余位则对应于一个(r-1)次多项式R(X)，由k位信息位后面加上r位冗余位组成的n=k+r位码字则对应于一个(n-1)次多项式T(X)=Xr·K(X)+R(X)。例如：　　信息位：1011001　　→K(X)=X6+X4+X3+1　　冗余位：1010　　→R(X)=X3+X　　码字：10110011010　→T(X)=X4·K(X)+R(X)=X10+X8+X7+X3+X由信息位产生冗余位的编码过程，就是已知K(X)求R(X)的过程。2）冗余码的计算方法在CRC码中可以通过找到一个特定的r次多项式G(X)(其最高项Xr的系数恒为1)，然后，用XrK(X)去除以G(X)，得到的余式就是R(X)。特别要强调的是，这些多项式中的“+”都是模2加法(即异或运算)；此外，这里的除法用的也是模2除法，即除法过程中用到的减法是模2减法，它和模2加法的运算规则一样，都是异或运算，这是一种不考虑加法进位和减法借位的运算，即0+0=0,0+1=1,1+0=1,1+1=00-0=0,0-1=1,1-0=1,1-1=0在进行基于模2运算的多项式除法时，只要部分余数首位为1，便可上商1，否则上商0。然后按模2减法求得余数，该余数不计最高位。当除数逐位除完时，最后得到比除数少一位的余数。此余数就是冗余位，将其添加在信息位后便构成CRC码字。110101←Q(商)P(除数)→1101101001000←2nM(被除数)11011110110101110000111011010110000011001101001←R(余数)，作为FCS循环冗余检验的原理说明由于R(X)是XrK(X)除以G(X)的余式，那么下列关系式必然满足：其中Q(X)为商式。根据模二运算规则R(X)＋R(X)＝0的特点，可将上式改记为:即由此可见，信道上发送的码字多项式T(X)=XrK(X)+R(X)，传输过程无错，则接收方收到的码字也对应于此多项式，也即接收到的码字多项式能被G(X)整除。因而接收端的校验过程就是将接收到的码字多项式除以G(X)的过程。若余式为零则认为传输无差错；若余式不为零则传输有差错。　帧检验序列FCS在数据后面添加上的冗余码称为帧检验序列FCS(FrameCheckSequence)。循环冗余检验CRC和帧检验序列FCS并不等同。CRC是一种常用的检错方法，而FCS是添加在数据后面的冗余码。FCS可以用CRC这种方法得出，但CRC并非用来获得FCS的唯一方法。接收端对收到的每一帧进行CRC检验(1)若得出的余数R=0，则判定这个帧没有差错，就接受(accept)。(2)若余数R0，则判定这个帧有差错，就丢弃。但这种检测方法并不能确定究竟是哪一个或哪几个比特出现了差错。只要经过严格的挑选，并使用位数足够多的除数，那么出现检测不到的差错的概率就很小很小。可以证明循环冗余校验码的检错能力有以下特点(1)可检测出所有奇数位错；(2)可检测出所有双位错；(3)可检测出所有小于、等于校验位长度的突发错广泛使用的生成多项式主要有以下几种：(1)CRC12=X12+X11+X3+X2+1;(2)CRC16=X16+X15+X2+1(IBM公司);(3)CRC16=X16+X12+X5+1(CCITT);(4)CRC32=X32+X26+X23+X22+X16+X11+X10+X8+X7+X5+X4+X2+X+1。应当注意仅用循环冗余检验CRC差错检测技术只能做到无差错接受(accept)。“无差错接受”是指：“凡是接受的帧（即不包括丢弃的帧），我们都能以非常接近于1的概率认为这些帧在传输过程中没有产生差错”。也就是说：“凡是接收端数据链路层接受的帧都没有传输差错”（有差错的帧就丢弃而不接受）。要做到“可靠传输”（即发送什么就收到什么）就必须再加上确认和重传机制。3.4流量控制3.4.1停等协议1、不需要数据链路层协议的数据传输（完全理想的数据传输）假定1：数据既不会出差错也不会丢失假定2：接收缓冲区的容量为无限大，接收速率与发送速率绝对相等在这两个假定条件下，数据链路层不需要任何协议2、具有简单流量控制的数据链路层协议假定：链路是理想的传输信道，数据既不会出差错也不会丢失，但收方的缓冲区的容量是有限的。算法：由收方控制发方的数据流量在发送结点：从主机取一个帧，将该帧送到发送缓存将缓存中的帧发送出去，等待。收到由接收结点发过来的确认信息后，从主机取下一个新的帧，转到2)在接收结点：1)等待，若收到由发送结点发过来的帧，将其放入接收缓存区2)将接收缓存中的帧上交主机，向发送结点发一确认信息3)转到1)不需要数据链路层协议的数据传输和具有简单流量控制的数据链路层协议举例3.4.2实用的停等协议实用的停等协议既需要差错控制又需要流量控制。(去掉之前的两个假设条件)1、数据帧在链路上传输的几种情况链路无差错，用ACK进行流量控制DATADATAACKACK时间时间DATANAKDATAACK送主机送主机出错送主机（a）正常情况　　　　　（b）数据帧出错（C）数据帧丢失（D）应答帧丢失为了保证可靠交付,发送端必须对所发送的帧进行编号。编号只有两个值：0和1。按照习惯记法，ACKn表示己经正确收到了第n号帧的前一个帧,并期待收到下一个第n号帧。流量控制:最简单的方法就是利用接收端发来的确认。差错校验：用循环冗余检验CRC,所以接收端可以很容易用硬件检验出收到的数据帧是否有差错。死锁：发送端每发送完一个数据帧,就启动一个超时计时器。选择重传时间略大于“在正常情况下从发完数据帧到收到确认帧所需的平均时间”。为了进行重传,发送端必须在自己的缓存中暂保留已发送帧的副本。重复帧也是一种差错。这时接收方应当做两件事:第一,丢弃这个重复帧第二,向发送方再次发送确认帧ACK1数据链路层的停止等待协议采用了有效的检错重传机制,数据链路层对上面的网络层就提供了可靠传输的服务。2、停止等待协议的算法1）、在发送结点：（1）从主机取一个数据帧（2）V（S）＝0。　｛发送状态变量初始化｝（3）N（S）＝V（S）｛将发送状态变量的数值写入发送序号｝　　　将数据帧送往缓冲区（4）将发送缓冲区中的数据帧发送出去（5）设置超时定时器（6）等待。｛等待以下3个事件中最先出现的一个｝（7）若收到确认帧ACK，则：从主机取一个新的数据帧；　　　V（S）＝1－V（S）；　｛更新发送状态变量，变为下一个序号｝转到（3）（8）若收到否认帧NAK，则转到（4）（9）若超时定时器时间到，则转到（4）。2）、在接收结点（1）V（R）＝0。　｛接收状态变量初始化，其数值等于欲接收的数据帧的发送序号｝（2）等待。（3）当收到一个数据帧，就检查有无产生传输差错（如CRC）若检查结果正确无误，则执行后续算法；否则转到（8）(4)若N（S）＝V（R），则执行后续算法；{收到发送序号正确的数据帧}否则丢弃此数据帧，然后转到（7）。（5）将收到的数据帧中的数据送交主机。（6）V（R）＝1－V（R）；{更新接收状态变量，准备接收下一个数据帧}（7）发送确认帧ACK，并转到（2）。（8）发送否认帧NAK，并转到（2）。几点需要注意的地方：（1）收发两端各设置一个本地状态变量（仅占1个比特）。(2)每发送一个数据帧，都必须将发送状态变量V（S）的值（0或1）写到数据帧的发送序号N(S)上。但只有收到一个确认帧ACK后，才更新发送状态变量V（S）一次（将1变成0或0变成1）并发送新的数据帧。(3)在接收端，每接收到一个重复帧，就要将发方在数据帧上设置的发送序号N（S）与本地的接收状态变量V（R）相比较。若二者相等就表明是新的数据帧，否则为重复帧。（4）在接收端，若收到一个重复帧，则丢弃之（不做任何处理），且接收状态变量不变，但此时仍须向发送端发送一个确认帧ACK。（5）发送端在发送完数据帧时，必须在其发送缓冲区中保留此数据帧的副本，这样才能在出差错时进行重发，只有在收到对方发来的确认帧ACK时，方可清除此副本。由于发送端对出错的数据帧进行重发是自动进行的，所以这种差错控制体制常简称为自动请求重发ARQ(AutomaticRepeatreQuest)。3.4.4停等ARQ协议停等ARQ是停等流控技术和自动请求重发技术的结合。停等ARQ协议的基本原理是,发送方发出一个帧后必须等待应答信号，收到肯定应答信号ACK后继续发送下一个帧；收到否定应答信号NAK后重发该帧；在一定的时间间隔内没有收到应答信号也必须重传该帧。停等ARQ协议3.4.5后退N帧ARQ协议又称为连续ARQ协议。根据出错帧和丢失帧处理上的不同，连续ARQ协议分为后退N帧ARQ协议和选择性ARQ协议。后退N帧ARQ协议的基本原理:发送方可以连续发送一系列信息帧,即不用等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(称作重发表),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,便可从重发表中将该信息帧删除。所以,连续式ARQ 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的链路传输效率大大提高,但相应地需要更大的缓冲存储空间。当接收方检测出失序的信息帧后,要求发送方重发最后一个正确接收的信息帧之后的所有未被确认的帧；或者当发送方发送了n个帧后,若发现该n帧的前一帧在计时器超时后仍未返回其确认信息,则该帧被判定为出错或丢失,此时发送方就不得不重新发送该出错帧及其后的n帧。后退N帧ARQ协议的工作原理（1）发送方连续发送信息帧而不必等待确认帧的返回;（2）接收方保存一个接收次序表,它包含最后正确收到的信息帧的序号，大小为1。接收方对每一个正确收到的信息帧返回一个确认帧，每一个确认帧包含一个惟一的序号,随相应的确认帧返回；（3）如果发送方收到关于其窗口中的某个帧的否定应答信号，无论当时已发送到哪个帧，都退回到出错帧重发该帧及其后续帧。因此这个协议就叫后退N帧ARQ；（4）如果发送方发出的某个帧丢失了，或是应答信号(ACK或NAK)丢失了，则发送方的计时器会发现这种情况，这时也要后退N帧重发。（5）发送方在重发表中保存所发送的每个帧的备份，重发表按先进先出(FIFO)队列规则操作;当发送方收到相应信息帧的确认帧后,从重发表中删除该信息帧的备份；要对已发出而尚没有得到应答的每个帧保持一个计时器。肯定应答信号有积累效应注意以下四点:（1）在第（1）步中端可能一次向前推进了几个格子。（2）在第（4）步中发送器的定时器定时必须长一些，使得在规定的时间内虽然没有收到肯定应答信号，但是还可以考虑后边来的应答信号，不要过早地认为某个帧丢失了而后退重发。（3）在全双工双向通信中，应答信号可以由反方向传送的数据帧“捎带”送回（4）ACK1表示确认0号帧DATA0,并期望下次收到1号帧；ACK2表示确认1号帧DATA1,并期望下次收到2号帧。依此类推。另一种效率更高的策略是当接收方发现某帧出错后,其后继续送来的正确的帧虽然不能立即递交给接收方的高层,但接收方仍可收下来,存放在一个缓冲区中,同时要求发送方重新传送出错的那一帧。一旦收到重新传来的帧后,就可与原已存于缓冲区中的其余帧一并按正确的顺序递交高层。这种方法称为选择重发(SelectiveRepeat),3.4.6选择性ARQ协议在后退N帧ARQ协议中，接收方的窗口大小总是1，因此浪费了很多线路带宽。如果接收方的窗口也可以开到W那么大，则允许不按顺序的接收，只是选择性地重发出错或丢失的帧。这样可以得到一种更有效的协议——选择性ARQ协议。选择性ARQ协议的基本原理是:当接收方发现某帧出错后，其后继续送来的正确帧虽然不能立即递交给接收方的高层，但接收方仍可收下来，存放在一个缓冲区中，同时要求发送方重新传送出错的那一帧。一旦收到重新传来的帧后，就可与原已存于缓冲区中的其余帧一起按正确的顺序递交高层。选择性ARQ协议工作原理3.4.7滑动窗口协议前提：在连续ARQ协议中，必须对可以连续发出的最多帧数（以发出但未确认的帧）作限制原因：（1）当未被确认的数据帧的数目太多时，只要有一帧出现差错，就可能要有很多的数据帧需要重传，浪费时间，增大开销，同时需要在发送方有一个较大的缓存存放未被确认的帧（2）要对发送的数据帧编号，每个数据帧的发送序号也要占用较多的比特数，增加了开销。原则：循环重复使用有限的帧序号流量控制：发送窗口：其大小WT表示在收到对方确认的信息之前，可以连续发出的最多数据帧数（只有序号在窗口内的帧才可以发送）接收窗口：其大小WR可以连续接收的最多数据帧数（只有序号在窗口内的帧才可以接收，否则丢弃）接收窗口驱动发送窗口的转动发送窗口的最大值：WT+WR≦2n(n为序号的位数)WT≦2n-1所谓发送窗口，就是指示发送方已发送但尚未确认的帧序号队列的界，其上、下界分别称为发送窗口的上沿、下沿，上沿、下沿的间距称为窗口尺寸。接收方类似地也有接收窗口，它指示允许接收的帧的序号。发送过程：　　假设发送序号用3个比特编码，即发送序号可以有多个不同的序号，从0到7，设WT=5，即在未收到对方确认信息的情况下，发送端最多可以发出5个数据帧。1）开始发送时，可以发送0－4号共5个数据帧，若发了5个帧未收到确认帧，因发送窗口已填满，停止发送进入等待状态。51324076012（2）收到0号帧的确认信息后，发送窗口可以向前移动一个号，此时5号帧落入发送窗口，现在可以发送5号帧。（3）假设又有3帧（1－3）确认帧到达发送端，则发送窗口又可再向前移动3个号，发送端可继续发送数据帧6、7、0号。01234567012已收到确认发送窗口WT01234567012已收到确认发送窗口用来对发送端进行流量控制,而发送窗口的大小WT代表在还没有收到对方确认信息的情况下发送端最多可以发送多少个数据帧。为了减少开销,连续ARQ协议还规定:接收端不一定每收到一个正确的数据帧就必须立即发回一个确认帧,而是可以在连续收到好几个正确的数据帧以后,才对最后一个数据帧发确认信息,或者可以在当自己有数据要发送时才顺便把对以前正确收到的帧加以捎带确认。3、接收窗口：是为了控制“可以接收哪些数据帧和不可以接收哪些帧”。在接收端只有当收到的数据帧的发送序号落入到接收窗口内才允许将该数据帧收下。若接收到的数据帧落在接收窗口之外,则一律将其丢弃。为了减少开销，接收端不一定每收到一个正确的数据帧就必须发回一个确认帧，而是可以在边连续收到好几个正确的数据帧以后，才对最后一个数据帧发确认信息，即对某一数据帧的确认就表明该数据帧和这以前所有的数据帧均已正确无误地收到了。接收窗口用来控制可以接收哪些数据帧而不可以接收哪些帧。只有当收到的数据帧的发送序号落入接收窗口内才允许将该数据帧收下。若收到的数据帧落在接收窗口之外，则一律将丢弃。在连续ARQ协议中，接收窗口WR=1。接收过程：（1）开始接收窗口处于0号帧处，准备接收0号帧。WR接收窗口06234517012（2）一旦收到0号帧，接收窗口向前移动一个号，准备接收1号帧，同时发送端发送对0号帧的确认信息。（3）收到1－3号帧时，位置如下：接收窗口17345620120已收到0号帧01234567012已收到0-3号帧结论：只有在接收窗口向前移动时，发送窗口才有可能向前移动，这种协议称为滑动窗口协议。4、当数据帧的发送序号所占比特数一定时，发送窗口的最大值为：　　设用n比特进行编号，接收窗口大小为1，则发送窗口大小为WT<=2n-1，而不会达到2n，原因：WT=2n，则序号为0,1，…，2n-1，设发送端发送完2n个数据帧，则处于等待状态，又设接收端都正确接收，发出确认帧，则（1）所有确认帧都正确到达发送端，故又发送2n个新帧，编号为0－2n-1；（2）所有确认帧都丢失，过一段时间，重发这个数据帧，编号也为0－2n-1。(不能区分新帧和旧帧）在后退N帧ARQ协议中，规定发送窗口大小WT≤2k-1，k是编号字段的位长。选择性ARQ协议时窗口的最大值应为帧号数的一半。即：WT=WT=2n/2假设帧编号为3位，发送和接收窗口大小都是7，可能出现下面的情况：(1)发送窗口和接收窗口中的帧编号都是0～6；(2)发送方发出0～6号帧，但尚未得到肯定应答，窗口不能向前滑动；(3)接收方正确地收到了0～6号帧，发出了肯定应答ACK7(注意，这个应答信号表示0到6号帧已收到，下面期望收到7号及其以后的帧)，因而接收窗口向前滑动，新的窗口中的帧编号为7，0，1，2，3，4，5；(4)ACK7丢失，发送方定时器超时，重发0帧；　(5)接收方收到0号帧，同时看到该帧编号落在接收窗口内，以为是新的0号帧而保存起来，认为7号帧丢失了(其实发送方从未发出过)，并继续接收重复发来的1、2、3、4、5号帧。采用选择性ARQ协议时接收窗口的最大值应为帧号数的一半。三种协议的区别协议发送窗口接收窗口停等ARQ11后退N帧ARQ>11选择性ARQ>1>13.4.8协议的效率分析1．停等ARQ协议的效率例:卫星信道的传播时延是270ms，数据速率为64kb/s，帧长为4000bit，则在传输不出差错的情况(P=0)下，卫星链路的利用率为即链路的利用率仅为1/10左右，大量的时间用于等待应答信号。由此可见，尽管停等协议ARQ比较简单，但信道的利用率不高。2．后退N帧ARQ协议的效率提高后退N帧ARQ协议的效率的方法有：(1)后退N帧ARQ协议还规定了接收方可以在收到几个正确数据帧后，才对最后一个数据帧发回一个确认帧。换句话讲，对某一帧的确认表示了对该帧及其以前的所有数据帧的确认，从而减少了应答开销。(2)影响信道利用率的另一个因素是如何确定每一帧的长度。由于各帧都包含确定长度的控制信息，因此，帧的总长度越短，携带有效数据的效率就越低，信道的利用率也越低。反之，帧的总长度过长，则会导致出错率的增加，同样不利于信道利用率的提高。3．基于滑动窗口的协议效率3.5面向比特的链路控制规程HDLC也称链路控制规程，也就是OSI参考模型中的数据链路层协议。HDLC的主要功能目标有三个方面：①保证发射的数位流具有透明性；②确定发送帧的格式及帧内段的含义；③实现链路上站之间的协调，保证有序交换。1．三种类型的站为了满足对具有广泛的适应性的通用数据链路控制规程的要求，HDLC定义了三种不同的站类型，两种链路结构和三种数据传输方式。三种站类型是主站、次站和复合站。链路上用于控制目的的站称为主站,其它的受主站控制的站称为从站。主站负责对数据流进行组织,并且对链路上的差错实施恢复。由主站发往从站的帧称为命令帧,而由从站返回主站的帧称响应帧。连有多个站点的链路通常使用轮询技术,轮询其它站的站称为主站，而在点一点链路中每个站均可为主站。主站需要比从站有更多的逻辑功能,所以当终端与主机相连时,主机一般总是主站。在一个站连接多条链路的情况下,该站对于一些链路而言可能是主站,而对另外一些链路而言又可能是从站。有些站可兼备主站和从站的功能,这种站称为组合站2．两种链路配置是非平衡型和平衡型。1、非平衡结构：有一个主站和一个或多个次站，以点对点或多点共享、半双工或全双工、交换型或非交换型等方式工作。特点：主站负责控制每个次站，并负责建立置方式命令。2、平衡结构，两个复合站点对点地互连。主站A次站B响应（B）命令（B）主站A次站C响应（B）命令（B）或（C）次站B响应（C）主站A次站B响应（A）命令（B）命令（A）响应（B）特点：信道可以是半双工或全双工，可以是交换型或非交换型。两个复合站在信道上处于同等的地位，可以互相发送未经邀请的数据帧。每个站都有同等的链路控制 责任 安全质量包保责任状安全管理目标责任状8安全事故责任追究制幼儿园安全责任状占有损害赔偿请求权 。3．三种数据传输方式是正常响应方式、异步响应方式和异步平衡方式。（1）正常响应方式(NRM)：用于非平衡型结构，只有主站才能发起向次站的数据传输，次站必须在得到主站明确的许可之后才可以发送。在接到许可后，次站启动一次可以包含数据的响应传输。在次站的响应传输期间，通道就被次站占用；次站可以在此期间发送一个或多个帧。在发送完最后一个帧之后，次站必须再等待得到明确的许可才可以再次发送。（2）异步响应方式(ARM)：也用于非平衡型结构，每当发现链路空闲时，不论是主站还是次站，都可以发送；也就是说，允许次站未得到主站许可就启动发送。传送可以包含一个或多个数据帧，也可以包含反映次站状态变化的控制信息。（3）异步平衡方式(ABM)：提供了在两个逻辑上地位平等的站（即两个复合站）之间的平衡型数据传输方式。一个复合站没有得到另一个复合站的许可就能启动发送。对于点对点结构，异步方式通常比正常响应方式效率更高，因为异步方式不需要轮询。HDLC的帧格式，它是由标志、地址、控制、信息和帧检验序列（FCS）等段构成的。数据链路层在信息字段的首尾各加上24位的控制信息构成一个帧。加这些控制信息的目的是解决同步、透明传输、寻址、流量控制、顺序控制、差错控制、数据与控制信息的识别和链路管理等问题。1．同步方式在HDLC的帧中使用标志字段来实现。在一个帧的开头和结尾各放入一个字节的特殊标记01111110”作为一个帧的边界，这个标记称为标志字段F(F1ag)，共8位。在接收端，只要找到两个标志字段，那么在这两个标志字段之间的比特流就是一个帧的信息。2．实现透明传输采用0比特填充技术。即发送端在比特流中一旦发现5个连续的1，就在其后填入一个0，于是可以保证在传输的比特流中不会出现F标志。在接收一个帧时，在F字段确定的帧的边界之间若比特流中有5个连续1，将这5个连续1后的一个0删除，将比特流还原。3．寻址方式在HDLC的定义中，有主站、从站、组合站之分，每一个主站、从站和组合站都被分配一个惟一的地址。在HDLC规程中，地址字段A总是填写从站(对非平衡式)或应答站(对平衡式)的地址。即命令帧中的地址字段携带的地址永远是对方站的地址，而响应帧中的地址字段所携带的地址是本站的地址。4．差错控制方法差错控制采用的是检测和纠正传输错误的机制。对于检错，HDLC设置帧校验序列(FrameCheckSequence,FCS)字段，共16位，采用循环冗余校验，生成多项式为：G(x)=CRC16=X16+X12+X5+1校验范围为A、C、I三个域差错控制过程中的纠错是采用重发机制5．数据与控制信息识别方法控制字段C共8位,HDLC的许多重要功能都要靠控制字段来实现，根据它最前面两个位的取值，可将HDLC帧划分为三类。（1）信息帧：用于数据传输，还可以同时用来对已收到的数据进行确认和执行轮询等功能。（2）监控帧：用于数据流控制，帧本身不包含数据，但可执行对信息帧确认、请求重发信息帧和请求暂停发送信息帧等功能。（3）无编号帧：主要用于控制链路本身，它不使用发送或接收帧序号。某些无编号帧可以包含数据。6．信息字段只有信息帧（I帧）和某些无编号帧（U帧）会有信息字段各字段的意义：标志字段：以01111110作标志，采用0比特填充技术实现透明传输。地址字段：8比特或16比特（第一比特为扩展比特,是1时，表示是地址的最后一个字节；是0时，说明后随的字节还表示地址；发送的命令帧里总是带有接收站的地址。发送的响应帧里总是带有发送站的地址。）控制字段：决定是信息帧、监督帧、无编号帧校验字段：CRC校验法3.5.3HDLC帧的类型与操作过程信息帧：N(S):当前发送的信息帧的序号N(R):所期望收到的信息帧的序号。它带有确认[N(R)-1](mod8)的帧以及在这以前的帧都已正确接收到了，捎带走，V(S),V(R)P/F:询问/终止监督帧：0N(S)N(R)P/F000:RR接收就绪10:RNR接收求就绪01:REJ拒绝，拒绝N(R)起的所有帧11:SREJ选择拒绝，只拒绝序号为N(R)的帧无编号帧：1SN(R)P/F01MMP/F1无编号帧不包括发送和接收序号计数，用来控制链路。这就意味着不能通过N（R）进行帧的确认。用5位表示不同的功能，如*SNRM：置通常响应方式。该方式禁止次站发送任何未经邀请的帧。这就意味着主站控制了链路上的全部信息流。*SABM：置异步平衡方式。通信双方都处于同等的地位，不要轮询就可以发送，因为每个站都是一个复合站。*DISC：断连。当一个主站或复合站要关断链路时，它就发送一个DISC命令。它所期待的回答是UA。*UA：无编号肯定确认。*DM：断连方式。该响应可以用来 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 一个站处于逻辑上断连的状态，例如在收到DISC命令之后。如果一个站对置方式命令所要求的动作不能够或不愿意执行，它也可以用DM应答。*FRMR：帧拒绝。它的作用是允许接收方通知发送方，接收方收到了一个不能理解或违犯协议规则的帧。下面我们将通过若干个传输序列实例说明HDLC的使用。在示例中我们采用下列格式描述被传输的帧：地址.帧名.N（S）.P/F.N(R)P和分别表示P位置成1和0，F和分别表示F位置成1和0；在帧中不使用的段用“一”表示，N（R）不存在则以空白表示。HDLC协议交互示例HDLC协议交互示例3.6点对点协议PPP用户接入Internet的一般方法有两种。一种是用户使用拨号电话线接入，另一种是使用专线。不管用哪一种方法，在传送数据时都需要有数据链路层协议。从用户计算机到ISP的链路所使用的数据链路层协议就是PPP协议用户家庭ISP客户进程选路进程使用PPP连接至因特网1PPP协议应满足的需求（1）简单（2）封装成帧（3）透明性（4）多种网络层协议（5）多种类型链路（6）差错检测（7）连接的活跃度（8）最大传送单元（9）网络层地址协商功能（10）数据压缩协商功能2PPP协议不需要的功能（1）纠错（errorcorrection）（2）流量控制（3）序号PPP（4）多点线路PPP（5）半双工或单工链路3PPP协议的组成PPP协议由以下三部分组成：(1)HDLC的帧格式。一种成帧方法，明确地定界一个帧的结束和下一个帧的开始，其帧格式也允许进行错误检测。(2)链路控制协议LCP(LinkControlProtocol)。LCP用来建立、配置和测试数据链路的LCP分组。(3)网络控制协议(NCP)。一种协商网络层选项的方式，对于所支持的每一个网络层协议都有一个不同的网络控制（NCP），用来建立和配置不同的网络层协议。3.6.2PPP协议的帧格式3.6.2PPP协议的帧格式1、帧中各字段意义1）PPP帧的首部和尾部分别为4个和2个字段。标志字段F（Flag）：规定为0x7E，十六进制的7E的二进制表示为01111110。2）首部中的地址字段A规定为0xFF（11111111），控制字段C规定为0x03（即00000011）。3）PPP首部的第四个字段是2字节的协议字段。当协议字段为0x0021H时，PPP帧的信息字段就是IP数据报。当协议字段为0xC021H时，PPP帧的信息字段是链路控制协议LCP的数据。当协议字段为0x8021H时，PPP帧的信息字段是网络控制协议NCP的数据。4）尾部中的第一个字段（2字节）是使用CRC的帧检测序列FCS。2PPP协议中的透明传输当PPP用在同步传输链路时，协议规定采用硬件来完成比特填充（和HDLC的做法一样）。当PPP用在异步传输时，就使用一种特殊的字符填充法。PPP使用0x7D做为转义字符，并使用字节填充，具体做法如下：（1）把信息字段中出现的每一个0x7E字节转变成为2字节序列（0x7D，0x5E）。（2）若信息字段中出现一个0x7D的字节，则把0x7D转变成为2字节序列（0x7D，0x5D）。（3）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，0x03（在控制字符中是“传输结束”ETX）就要变为0x31。这样做的目的是防止这些表面上的ASCII码控制符（在被传输的数据中当然已不是控制符了）被错误的解释为控制符。3.6.3PPP协议工作状态1、动态IP地址2、PPP协议工作流程PPP协议的工作流程一般分为5步，链路静止、链路建立、鉴别、链路打开和返回静止，具体工作过程中这5步之间的关系见图3.22所示。1）链路静止2）链路建立3）鉴别4）链路打开5）返回静止使用PPP协议的工作方式