《计算机网络》笔记:数据链路层

IP TCP 网络 路由 检错码 纠错码 滑动窗口

设计要点

  • 为网络层提供服务:无确认的无连接服务、有确认的无连接服务、有确认的面向连接服务
  • 处理传输错误
  • 流控制:基于反馈的流控制、基于速率的流控制

错误检测与纠正

纠错码

  • 包含冗余信息,使接收方知道肯定包含哪些信息(前向纠错)
  • 海明距离:两码字中不同位数
  • 编码方案的海明距离:合法码字列表中最小的海明距离
  • 纠错码;为检测d个错误,需要海明距离为d+1的编码方案;为纠正d个错误,需要海明距离为2d+1的编码方案
  • 海明码:纠正单个错误、突发性错误(每次传送一列,分散错误)

检错码

  • 包含冗余信息,使接收方知道发生了错误并请求重传。
  • 多项式编码(polynomial code),也称CRC(cyclic redundancy check,循环冗余校验码):在帧尾加入校验和使追加后的帧可以被生成多项式G(x)除尽。

基本数据链路协议

  • 无限制的单工协议
  • 单工的停-等协议:等待确认
  • 有噪声的单工协议:PAR(positive acknowledgement with retransmission,支持重传的肯定确认协议)又称ARQ(automatic repeat request,自动重复请求协议),确认超时后重传

滑动窗口协议

  • 稍待确认
  • 发送窗口、接收窗口

1位滑动窗口协议

  • 收到确认后发送下一帧

使用回退n帧技术的协议

  • 回避往返延时
  • 管道化技术:管道容量=带宽*往返延迟
  • 回退n帧:接收方只接受下一帧
  • 选择性重传:接收方缓存错误帧后的所有帧
  • 否定的确认帧(NAK,negative acknowledgement):避免发送方等待确认超时

协议验证

有限状态机模型

  • 可达性分析、协议机、初始状态
  • 模型内容
  • S:进程与信道可能的状态集合
  • M:能在信道上进行交换的帧的集合
  • I:进程初始状态的集合
  • T:状态之间转换的集合

Peri网模型

  • 模型内容
  • 库所(place):状态
  • 变迁(transition)
  • 弧(arc)
  • 标记(token):系统当前的状态
  • 转换用垂直或水平线表示,标记用粗黑点表示,库所用圆圈表示,
  • 激活的转换:转换的输入库所中有至少一个输入标记。激活的转换随时可以激发。
  • 文法:转换用箭头表示,两边为输入输出库所,每一转换对应一条文法。eg. BD->AC

数据链路层协议示例

HDLC

  • 历史
  • IBMSDLC(synchronous data link control,同步数据链路控制)协议
  • ADCCP(advanced data communication control procedure,高级数据通信控制规程):ANSI修改
  • HDLC(high-level data link control,高级数据链路控制):ISO修改
  • CCITT采纳并修改HDLC作为LAP(link access procedure,链路访问规程),及LAPB
  • 面向位的协议的帧结构:分界标志序列+地址+控制+数据+校验和+分界标志序列
  • 三种帧:信息帧、管理帧、无序号的帧

Internet 中的数据链路层

  • internet连接过程:PC中使用TCP/IP的进程->调制解调器->拨号电话线(使用PPP的TCP/IP连接)->调制解调器->路由器->路由选择进程…
  • PPP(point-to-point protocol,点到点的协议)功能
  • 成帧的方法:无歧义分割、错误检测
  • 链路控制协议:LCP(link control protocol)
  • 协商网络层选项的方法:对每一支持的网络层给出NCP(network control protocol,网络控制协议)
  • PPP帧格式与HDLC非常相似
Harttle

致力于简单的、一致的、高效的前端开发

看看这个?