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计算机网络与通信笔记第三章

2006-09-15 14:54   【 】【我要纠错

  第三章 通信接口和数据链路控制

  传输过程:数据从发送端发送到数据被接收端接收的整个过程;传输包含通信控制和传输数

  据;通信控制主要执行各种辅助操作,并不时进行传输数据;

  数据传输的五个阶段:

  (1) 建立通信链路:用户将接收终端地址告诉交换网络,交换网络根据地址信息,查

  询接收终端是否同意通信,若同意,则由交换网络在发送和接收

  终端建立通信链路;

  (2) 建立数据传输链路:

  (3) 传送通信控制信号和传输数据信息;

  (4) 数据传输结束,双方通过控制信息确认传输结束;

  (5) 由通信双方或一方通知交换网络,通信结束,切断数据传输链路;

  数据通讯所必须的条件:

  (1) 帧同步:对于帧的开始和结束必须可以识别;

  (2) 流量控制:发送端的数据速率不能超过接收端的数据速率;

  (3) 错误控制:对错误必须纠正;

  (4) 寻址:双方必须指定身份

  (5) 在链路上同时传输控制信息和数据信息;

  (6) 连接管理:在数据交换过程中,通信站点间需要大量的协调工作;

  一。 数据通信接口

  1. 异步和同步传输

  异步传输:传送的字符中包含起始位、数据位、奇偶校验位、停止位;

  同步传输:传送帧的形式8位标志、控制域、数据域、控制域、8位标志;

  两者比较:对于大小适度的比特块,同步比异步传输效率高;

  2. 线路配置

  识别数据链路的特征是:线路拓扑结构和半双工或全双工连接形式

  (1) 线路拓扑结构:指传输介质上工作站点的物理配置

  (2) 全双工和半双工

  半双工:点对点连接中,同一时间内,只能有一个站点可以传输信号;

  全双工:同一时间内,两个站点可以同时发送和接收数据;

  数字信号:全双工需要两条分离的传输通道;半双工需要一条;

  模拟信号:在相同频道上接收和发送->无线传输采用半双工,有线传输采用全双工(两条);

  在不同频道上接收和发送->无线传输采用全双工,有线传输采用全双工(单条)

  3. 接口标准(指DTE和DCE之间的接口标准)

  DTE(数据终端设备):终端、计算机的统称;

  DCE(数据线路端接设备):将DTE连入传输网络中;如MODEM

  接口的特征:

  (1) 机械特征:规定DCE与DTE的实际物理连接细节;

  (2) 电气特征:规定DCE与DTE编码、电压、信号比特的一致性,从而决定能够达到的

  数据传输速率和距离;

  (3) 功能特征:指定每条线路须完成的功能;可分为数据、控制、时序和电气接口

  (4) 过程特征:传送数据的事件序列;

  (一) V.24/EIA-232-E(232接口)

  机械规范说明:ISO2110;电气:V.28;功能:V2.4 过程:V 2.4

  1. 机械规范说明:25针接插件;

  2. 电气规范说明:使用数字信号,电平值可以按二进制值或控制信号来解释

  -3伏以下为0,+3伏以上为1;-3伏以下为断开(OFF),+3伏以上为接通(ON);

  接口信号速度限定为<20kb/s,距离为<15米;

  3. 功能规范说明

  规定插头中线路的功能,分为数据、控制、时序和电气接地,每个方向上都有一

  条数据线路,可以进行全双工通信;

  4.过程规范说明

  说明各线路使用的序列

  (二) ISDN(综合服务数据网) 物理接口

  取自于公众电话交换网络接口的X.21标准,定义了15针的接插件

  1. 物理连接:在终端设备(TE)和网络端接设备(NT)之间进行,采用双绞线连接;8

  线路;

  2. 电气规范说明:使用平衡传输方式

  二。 数据链路控制

  1. 流量控制

  数据链路层:控制相邻节点间数据链路上的流量

  传输层:控制的是端到端的流量;

  接收能力因素:设备的处理速度和缓冲区的容量;

  流量控制策略二种:停-等协议,滑动窗口协议

  (1) 停-等协议

  含义:发送方发送一帧后,停止,等待接收方的肯定应答信息后,接着发送下一帧,如收到

  否定或没有收到,由重发该帧;因为需要区分是新帧还是重发帧,所以要为帧编号(0

  或1)

  操作过程:

  第一步:初始化,双方维护的帧编号都为0;发送方-当前所发帧,接-期待接收帧;

  第二步:发送方取出一个帧,加上帧编号,发送;

  第三步:接收方接到后,检正,如帧序号相同,接收放入缓冲区,将帧编号取反放入应答帧

  返回发送方;如错误,帧编号不变,返回发送方;

  第四步:发送方接收帧后,如编号不同(说明接收方接收),将帧编号取反,取出新帧,加上

  帧编号,发送;如编号相同,或超时未应答,则重发当前编号的帧;

  特点:

  控制简单,但在信号传输时延较长时传输效率比较低;

  (2) 滑动窗口协议

  窗口机制:允许发送站连续发送多个帧而不需要应答

  A. 发送窗口-发送端允许连续发送的帧的序号表

  发送窗口的尺寸:发送端允许连续发送的最大帧数(帧取值 0至2(n)-1)

  发送窗口的下沿:最先发送但还未收到应答的帧的序号

  发送窗口的上沿:=(发送窗口的下沿+发送窗口的尺寸-1)/2(n)(2的n次方)

  特点:发送端将发送的帧放入缓冲区做为副本,成功,删除副本,

  B. 接收窗口-接收方允许接收的帧的序号表

  接收窗口的尺寸:接收方每次允许接收的帧数;

  处理方法:

  (1) 如果接收的帧的序号正好等于接收窗口的下沿,且校验正确,接收方将帧交给上

  层实体,并向发送方返回应答,且接收窗口向前滑动一个序号;

  (2) 如果接收窗口下沿的帧校验错误或该帧未收到,接收方照样可以处理其他落在接

  收窗口的帧,但不能交给上层;只有接收窗口的下沿的帧被正确收到,才能将其

  连同其他正确帧送给上层,并滑动窗口;

  (3) 捎带应答

  捎带应答:实际的通信过程中,双方都要有数据发送给对方,可以数据帧中增加一个字段,

  用来携带对方的应答信息,这种方式称为捎带应答;使用条件:

  A. 接收方接收帧后,正好也有数据要发给发送方,可以捎带应答;暂时没有数据但

  经过一段时间准备好了,可以捎带应答;

  B. 不能捎带应答,由单独发送一个应答帧,通常用对某一个帧的应答来代替对该帧

  之前的所有帧的应答(要求前面的帧是连续且校验正确)

  (4) 出错全部重发协议

  发送窗口的尺寸大于1(不能超过2(n)-1),接收窗口的尺寸等于1;

  对接收的最后一个帧作应答,如检验错误,返回应答,要求发送方重新发送全部帧;

  (5) 选择重发协议

  接收窗口大于1(不能超过2(n)-1),某个帧出错时,其它帧可能落入接收窗口中,且校验正

  确,这些帧可以接收,只需重发出错帧既可;

  2.差错控制

  (1) 差错编码理论

  传输错误分类:(1)单个错:由随机的信道热噪声引起,一次只影响一个比特,且错误之间没有联系;(2)突发错:由瞬间的脉冲噪声引起,突发错所影响的最大连续数据比特数称为突发长度;

  差错编码:在数据块中加入冗余信息的过程;

  错误的验证:接收端通过验证数据块中冗余信息是否存在关联关系,判断数据在传输过程中

  是否存在错误;

  差错编码的策略:

  (1) 检错码:冗余信息只具有检错功能,即接收方只能判断数据块是否有错,但不能确切

  知道错误的位置,不能纠正错误;

  (2) 纠错码:冗余信息具有纠错能力,即接收方不仅可以判断数据块是否有错,而且还可

  以知道错误的位置,只要将相应位置取反即能获得正确的数据;

  海明距离:两个码字的对应比特取不同的比特数

  编码集的海明距离:一个有效编码集中,任意两个码字的海明距离的最小值。

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