计算机网络(第11讲)

(c)
01 2 34 56 7 0 1 2
已收到
不允许接收这些帧 准备接收 4 号帧
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3、对滑动窗口协议说明
1、从发送窗口可以获得的信息。
（1）已成功发送的数据帧； （2）发送还没有确认的数据帧； （3）还可以最多连续发送的数据帧； （4）下一个要发送的数据帧。
2、从接收窗口可以获得的信息。
•PPP协议的组成
一个将IP数据报封装到串行链路的方法。 1、支持异步链路（无奇偶校验的8比特数据）； 2、支持面向比特的同步链路。
一个用来建立、配置和测试数据链路连接的链路控制 协议（LCP）。 1、通信双方可协商一些选项； 2、在RFC1661中定义了11种类型的LCP分组。
发送后沿4、在接收方设置接发收送窗前指口沿针，窗口的大小为1，接收窗口的前沿和 后5数、沿据接初帧发收始，送方化每W窗只为成T口接0功收，接数表收示据一期帧个望编数收号据到等帧第于，接0接号收收数指窗据针口帧的的；数前据沿帧和，后抛沿弃加其1他，的同 0 时，1 可以对…一个K或-2多个K接-1收的K数据帧K+发1出确…认帧A…CKn；m 0 6、发送方接到确认帧ACKn，发送窗口的后沿设置为n，前沿设 置允为许k发+送n，K如个果帧发送指针小于窗口的前沿不，允则许继发续送发这送些。帧
对于选择重传 ARQ 协议，若用 n 比特进行编号， 则接收窗口的最大值受下式的约束：
WR 2n/2
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4.5 点到点信道的数据链路层
数据链路层提供点对点和广播两种信道。其 中点对点信道主要使用的广域网中。
1、点对点信道不需要寻址； 2、其他的功能则都需要； 3、OSI的观点是必须把数据链路层做成是
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4、异步传输功能的透明传输解决办法
采用字节填充的方式解决透明传输的问题。
1、当PPP使用异步传输时，它把转义符定义为0x7D，并使用字节填充， 填充方法如下：
（1）把数据字段出现的每一个0x7E字节转换为2字节序列（ 0x7D， 0x5E ）；
（2）若数据字段出现一个0x7D的字节，则把转变为2字节序列 （ 0x7D，0x5D ）；
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5、同步传输功能的透明传输解决办法
零比特填充 1、PPP用在SONET/SDH链路时，使用的是同步传 输； 2、在这种情况下，PPP协议采用零比特填充的方法来 实现透明传输。
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2、各字段含义
地址字段 A 是 8 bit。 帧检验序列 FCS 字段共 16 bit。所检验的
范围是从地址字段的第一个比特起，到信息 字段的最末一个比特为止。 控制字段 C 共 8 bit，是最复杂的字段。 HDLC 的许多重要功能都靠控制字段来实现。
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（1）以成功的接收的数据帧； （2）下一次要接收的数据帧。
3、发送端的tout为略大于与窗口大小等效的时间。 4、接收端通过控制发送窗口的滑动协调发送方和接收方
的动作。
5、发送方最大连续发送数据帧的个数与窗口大小相等。
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4、关于滑动窗口协议的讨论
1、发送窗口大小的最佳值。
可靠的，因此在CRC校验的基础上还需要增 加帧编号、确认和重传机制。
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1、点对点信道通信步骤
点对点信道的数据链路层在进行通信时的主要步骤 如下： 1、发送方将网络层提交的IP数据报封装成帧，将 帧发给发送方的物理层； 2、接收方从物理层接收比特流，重新封装成帧； 3、接收方判断接收的帧是否有错，无错，提取IP 数据报上交网络层，有错，丢弃该帧。
一套网络控制协议（NCP）。 1、包含很多不同的协议； 2、其中的每一个协议支持不同的网络层协议。
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3、PPP协议的帧格式
PPP协议的帧格式 1、PPP帧分为三部分，即首部、数据和尾部； 2、首部分为四个字段，第一字段是标志字段F，规定为十六进制的Ox7E （01111110），表示一个帧的开始或结束，是PPP帧的界定符。连续两帧之间 只需要一个标志字段。如果出现连续的两个标志字段，就表示一个空帧，应当抛 弃； 3、首部的第二字段为1字节地址字段A，规定为0xFF； 4、首部的第三字段为1字节控制字段C规定为0x03； 5、首部的第三字段为2字节协议字段，规定了帧当中封装的协议。如0x0021为IP 协议，0xC021为LCP协议等； 6、数据部分的长度是可变的，但不超过1500字节； 7、尾部第一字段为2字节的CRC校验序列FCS。第二字段为Ox7E（01111110）。
567 0 12 不允许发送这些帧
567 0 12
不允许发送这些帧
WT
567
还允许发送 3 个帧
0 12 不允许发送这些帧
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WR
(a)
01 2 34 56 7 0 1 2
准备接收 0 号帧
不允许接收这些帧
WR
(b)
01 2 34 56 7 0 1 2
已收到 准备接收 1 号帧
不允许接收这些帧 WR
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1、HDLC的帧结构
比特 8 标志 F
8 地址
A
8 控制
C
可变 信息 Info
FCS 检验区间 透明传输区间
16 帧检验序列
FCS
8 标志
F
标志字段 F (Flag) 为 6 个连续 1 加上两 边各一个 0 共 8 bit。在接收端只要找到 标志字段就可确定一个帧的位置。
（3）若数据字段中出现了ASCII的控制字符（数值小于0x20的字符）， 则在该字符前面要加入一个0x7D字节，同时改变该字符的编码。如 0x03转变为0x7D，0x23 ；
2、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超过 了原来的信息字节数。在接收端进行相反的变化，正确恢复原来的信息。
个比特。
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5、选择重传ARQ协议
可加大接收窗口，先收下发送序号不连续但仍处在 接收窗口中的那些数据帧。等到所缺序号的数据帧 收到后再一并送交主机。
选择重传 ARQ 协议可避免重复传送那些本来已经 正确到达接收端的数据帧。
但我们付出的代价是在接收端要设置具有相当容量 的缓存空间。
3、接收方不对每个收到的数据帧进行确认，而是对几个数据帧进行确认，由 于需要对多个数据帧进行确认，因此，确认帧必须编号；
4、接收方将确认帧进行编号，ACKn表示已经正确接收到前n-1号数据帧， 期望第n号数据帧；
5、接收方只按顺序接收数据帧，当接收到的数据帧出错时，只确认编号小于 出错数据帧编号的数据帧，而将接收到编号大于等于出错数据帧编号的数据 帧抛弃。因此，连续ARQ协议也称为Go-Back-N协议。
（1）网络接口的速度； （2）数据链路的速度； （3）接收方处理数据的速度； （4）发送缓存的大小； （5）可以证明，当用n个比特为数据帧编号时，若接收
窗口的大小为1时，发送窗口小于等于2n-1。
2、发送方是否出现等待现象；
若窗口的大小合适，可以不出现等待现象。
3、数据帧的编号问题。
若窗口大小为K，则数据帧的编号应大于等于log2 (K 1)
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1、PPP协议的需求
IETF认为，在设计PPP协议时必须考虑以下 的需求。
简单、封装成帧、透明性、多种网络层协议、 多种类型链路、差错检验、检测连接状态、最 大传送单元、网络层地址协议、数据压缩协商。
PPP协议不需要的功能
纠错、流量控制、序号、多点线路、半双工和 单工链路。
如果这时收到了接收端发来的确认帧，那么还 可以接着发送数据帧。
由于减少了等待时间，整个通信的吞吐量就提 高了。
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1、连续ARQ协议的工作原理
基本思想
1、发送方可以连续发送多个数据帧（个数有一定的限制），每发送完一个数 据帧，设置超时计时器；
2、当发送的数据帧数量没有达到限制就收到了确认帧，可继续连续发送，如 果达到了限制还没有收到确认帧，则等待；
1974年，IBM 公司推出了面向比特的规程SDLC (Synchronous Data Link Control)。
后来 ISO 把 SDLC 修改后称为 HDLC (Highlevel Data Link Control)，译为高级数据链路控 制，作为国际标准ISO 3309。
CCITT 则将 HDLC 再修改后称为链路接入规程 LAP (Link Access Procedure)。不久，HDLC 的新版本又把 LAP 修改为 LAPB，“B”表示平衡 型(Balanced)，所以 LAPB 叫做链路接入规程(平 衡型)。
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4.5.2 点对点协议PPP
由于目前数据传输线路质量的提高，更多使用的点对 点数据链路层协议是PPP。 1、PPP协议是可提供同步传输和异步传输的数据链路 层协议； 2、由于该协议非常简单，所以使用广泛，效率较高； 3、该协议是IETF在1992年制定，在1993年和 1994年进行了修订，参考文档为RFC1661； 4、该协议是针对TCP/IP而设计的。
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2、连续ARQ协议工作示意图
协议工作示意图
时间
发送端
tout
0
1
23
tout
4
5
tout
6
7
8
9
DATA0 DATA1 DATA2 DATA3 DATA4 DATA2 DATA3 DATA4 DATA5 DATA6