計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信筆記第三章

第三章 通信接口和數(shù)據(jù)鏈路控制

傳輸過(guò)程：數(shù)據(jù)從發(fā)送端發(fā)送到數(shù)據(jù)被接收端接收的整個(gè)過(guò)程；傳輸包含通信控制和傳輸數(shù)

據(jù)；通信控制主要執(zhí)行各種輔助操作，并不時(shí)進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)；

數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈鍌€(gè)階段：

（1） 建立通信鏈路：用戶(hù)將接收終端地址告訴交換網(wǎng)絡(luò)，交換網(wǎng)絡(luò)根據(jù)地址信息，查

詢(xún)接收終端是否同意通信，若同意，則由交換網(wǎng)絡(luò)在發(fā)送和接收

終端建立通信鏈路；

（2） 建立數(shù)據(jù)傳輸鏈路：

（3） 傳送通信控制信號(hào)和傳輸數(shù)據(jù)信息；

（4） 數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束，雙方通過(guò)控制信息確認(rèn)傳輸結(jié)束；

（5） 由通信雙方或一方通知交換網(wǎng)絡(luò)，通信結(jié)束，切斷數(shù)據(jù)傳輸鏈路；

數(shù)據(jù)通訊所必須的條件：

（1） 幀同步：對(duì)于幀的開(kāi)始和結(jié)束必須可以識(shí)別；

（2） 流量控制：發(fā)送端的數(shù)據(jù)速率不能超過(guò)接收端的數(shù)據(jù)速率；

（3） 錯(cuò)誤控制：對(duì)錯(cuò)誤必須糾正；

（4） 尋址：雙方必須指定身份

（5） 在鏈路上同時(shí)傳輸控制信息和數(shù)據(jù)信息；

（6） 連接管理：在數(shù)據(jù)交換過(guò)程中，通信站點(diǎn)間需要大量的協(xié)調(diào)工作；

一。 數(shù)據(jù)通信接口

1. 異步和同步傳輸

異步傳輸：傳送的字符中包含起始位、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗(yàn)位、停止位；

同步傳輸：傳送幀的形式8位標(biāo)志、控制域、數(shù)據(jù)域、控制域、8位標(biāo)志；

兩者比較：對(duì)于大小適度的比特塊，同步比異步傳輸效率高；

2. 線(xiàn)路配置

識(shí)別數(shù)據(jù)鏈路的特征是：線(xiàn)路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和半雙工或全雙工連接形式

（1） 線(xiàn)路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：指?jìng)鬏斀橘|(zhì)上工作站點(diǎn)的物理配置

（2） 全雙工和半雙工

半雙工：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接中，同一時(shí)間內(nèi)，只能有一個(gè)站點(diǎn)可以傳輸信號(hào)；

全雙工：同一時(shí)間內(nèi)，兩個(gè)站點(diǎn)可以同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)；

數(shù)字信號(hào)：全雙工需要兩條分離的傳輸通道；半雙工需要一條；

模擬信號(hào)：在相同頻道上接收和發(fā)送- 無(wú)線(xiàn)傳輸采用半雙工，有線(xiàn)傳輸采用全雙工（兩條）；

在不同頻道上接收和發(fā)送- 無(wú)線(xiàn)傳輸采用全雙工，有線(xiàn)傳輸采用全雙工（單條）

3. 接口標(biāo)準(zhǔn)（指DTE和DCE之間的接口標(biāo)準(zhǔn)）

DTE（數(shù)據(jù)終端設(shè)備）：終端、計(jì)算機(jī)的統(tǒng)稱(chēng)；

DCE（數(shù)據(jù)線(xiàn)路端接設(shè)備）：將DTE連入傳輸網(wǎng)絡(luò)中；如MODEM

接口的特征：

（1） 機(jī)械特征：規(guī)定DCE與DTE的實(shí)際物理連接細(xì)節(jié)；

（2） 電氣特征：規(guī)定DCE與DTE編碼、電壓、信號(hào)比特的一致性，從而決定能夠達(dá)到的

數(shù)據(jù)傳輸速率和距離；

（3） 功能特征：指定每條線(xiàn)路須完成的功能；可分為數(shù)據(jù)、控制、時(shí)序和電氣接口

（4） 過(guò)程特征：傳送數(shù)據(jù)的事件序列；

（一） V.24/EIA-232-E（232接口）

機(jī)械規(guī)范說(shuō)明：ISO2110；電氣：V.28；功能：V2.4 過(guò)程：V 2.4

1. 機(jī)械規(guī)范說(shuō)明：25針接插件；

2. 電氣規(guī)范說(shuō)明：使用數(shù)字信號(hào)，電平值可以按二進(jìn)制值或控制信號(hào)來(lái)解釋

-3伏以下為0，+3伏以上為1；-3伏以下為斷開(kāi)（OFF），+3伏以上為接通（ON）；

接口信號(hào)速度限定為 20kb/s，距離為 15米；

3. 功能規(guī)范說(shuō)明

規(guī)定插頭中線(xiàn)路的功能，分為數(shù)據(jù)、控制、時(shí)序和電氣接地，每個(gè)方向上都有一

條數(shù)據(jù)線(xiàn)路，可以進(jìn)行全雙工通信；

4.過(guò)程規(guī)范說(shuō)明

說(shuō)明各線(xiàn)路使用的序列

（二） ISDN（綜合服務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)） 物理接口

取自于公眾電話(huà)交換網(wǎng)絡(luò)接口的X.21標(biāo)準(zhǔn)，定義了15針的接插件

1. 物理連接：在終端設(shè)備（TE）和網(wǎng)絡(luò)端接設(shè)備（NT）之間進(jìn)行，采用雙絞線(xiàn)連接；8

線(xiàn)路；

2. 電氣規(guī)范說(shuō)明：使用平衡傳輸方式

二。 數(shù)據(jù)鏈路控制

1. 流量控制

數(shù)據(jù)鏈路層：控制相鄰節(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)鏈路上的流量

傳輸層：控制的是端到端的流量；

接收能力因素：設(shè)備的處理速度和緩沖區(qū)的容量；

流量控制策略二種：停-等協(xié)議，滑動(dòng)窗口協(xié)議

（1） 停-等協(xié)議

含義：發(fā)送方發(fā)送一幀后，停止，等待接收方的肯定應(yīng)答信息后，接著發(fā)送下一幀，如收到

否定或沒(méi)有收到，由重發(fā)該幀；因?yàn)樾枰獏^(qū)分是新幀還是重發(fā)幀，所以要為幀編號(hào)（0

或1）

操作過(guò)程：

第一步：初始化，雙方維護(hù)的幀編號(hào)都為0；發(fā)送方-當(dāng)前所發(fā)幀，接-期待接收幀；

第二步：發(fā)送方取出一個(gè)幀，加上幀編號(hào)，發(fā)送；

第三步：接收方接到后，檢正，如幀序號(hào)相同，接收放入緩沖區(qū)，將幀編號(hào)取反放入應(yīng)答幀

返回發(fā)送方；如錯(cuò)誤，幀編號(hào)不變，返回發(fā)送方；

第四步：發(fā)送方接收幀后，如編號(hào)不同（說(shuō)明接收方接收），將幀編號(hào)取反，取出新幀，加上

幀編號(hào)，發(fā)送；如編號(hào)相同，或超時(shí)未應(yīng)答，則重發(fā)當(dāng)前編號(hào)的幀；

特點(diǎn)：

控制簡(jiǎn)單，但在信號(hào)傳輸時(shí)延較長(zhǎng)時(shí)傳輸效率比較低；

（2） 滑動(dòng)窗口協(xié)議

窗口機(jī)制：允許發(fā)送站連續(xù)發(fā)送多個(gè)幀而不需要應(yīng)答

A. 發(fā)送窗口-發(fā)送端允許連續(xù)發(fā)送的幀的序號(hào)表

發(fā)送窗口的尺寸：發(fā)送端允許連續(xù)發(fā)送的最大幀數(shù)（幀取值 0至2（n）-1）

發(fā)送窗口的下沿：最先發(fā)送但還未收到應(yīng)答的幀的序號(hào)

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

特點(diǎn)：發(fā)送端將發(fā)送的幀放入緩沖區(qū)做為副本，成功，刪除副本，

B. 接收窗口-接收方允許接收的幀的序號(hào)表

接收窗口的尺寸：接收方每次允許接收的幀數(shù)；

處理方法：

（1） 如果接收的幀的序號(hào)正好等于接收窗口的下沿，且校驗(yàn)正確，接收方將幀交給上

層實(shí)體，并向發(fā)送方返回應(yīng)答，且接收窗口向前滑動(dòng)一個(gè)序號(hào)；

（2） 如果接收窗口下沿的幀校驗(yàn)錯(cuò)誤或該幀未收到，接收方照樣可以處理其他落在接

收窗口的幀，但不能交給上層；只有接收窗口的下沿的幀被正確收到，才能將其

連同其他正確幀送給上層，并滑動(dòng)窗口；

（3） 捎帶應(yīng)答

捎帶應(yīng)答：實(shí)際的通信過(guò)程中，雙方都要有數(shù)據(jù)發(fā)送給對(duì)方，可以數(shù)據(jù)幀中增加一個(gè)字段，

用來(lái)攜帶對(duì)方的應(yīng)答信息，這種方式稱(chēng)為捎帶應(yīng)答；使用條件：

A. 接收方接收幀后，正好也有數(shù)據(jù)要發(fā)給發(fā)送方，可以捎帶應(yīng)答；暫時(shí)沒(méi)有數(shù)據(jù)但

經(jīng)過(guò)一段時(shí)間準(zhǔn)備好了，可以捎帶應(yīng)答；

B. 不能捎帶應(yīng)答，由單獨(dú)發(fā)送一個(gè)應(yīng)答幀，通常用對(duì)某一個(gè)幀的應(yīng)答來(lái)代替對(duì)該幀

之前的所有幀的應(yīng)答（要求前面的幀是連續(xù)且校驗(yàn)正確）

（4） 出錯(cuò)全部重發(fā)協(xié)議

發(fā)送窗口的尺寸大于1（不能超過(guò)2（n）-1），接收窗口的尺寸等于1；

對(duì)接收的最后一個(gè)幀作應(yīng)答，如檢驗(yàn)錯(cuò)誤，返回應(yīng)答，要求發(fā)送方重新發(fā)送全部幀；

（5） 選擇重發(fā)協(xié)議

接收窗口大于1（不能超過(guò)2（n）-1），某個(gè)幀出錯(cuò)時(shí)，其它幀可能落入接收窗口中，且校驗(yàn)正

確，這些幀可以接收，只需重發(fā)出錯(cuò)幀既可；

2.差錯(cuò)控制

（1） 差錯(cuò)編碼理論

傳輸錯(cuò)誤分類(lèi)：（1）單個(gè)錯(cuò)：由隨機(jī)的信道熱噪聲引起，一次只影響一個(gè)比特，且錯(cuò)誤之間沒(méi)有聯(lián)系；（2）突發(fā)錯(cuò)：由瞬間的脈沖噪聲引起，突發(fā)錯(cuò)所影響的最大連續(xù)數(shù)據(jù)比特?cái)?shù)稱(chēng)為突發(fā)長(zhǎng)度；

差錯(cuò)編碼：在數(shù)據(jù)塊中加入冗余信息的過(guò)程；

錯(cuò)誤的驗(yàn)證：接收端通過(guò)驗(yàn)證數(shù)據(jù)塊中冗余信息是否存在關(guān)聯(lián)關(guān)系，判斷數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中

是否存在錯(cuò)誤；

差錯(cuò)編碼的策略：

（1） 檢錯(cuò)碼：冗余信息只具有檢錯(cuò)功能，即接收方只能判斷數(shù)據(jù)塊是否有錯(cuò)，但不能確切

知道錯(cuò)誤的位置，不能糾正錯(cuò)誤；

（2） 糾錯(cuò)碼：冗余信息具有糾錯(cuò)能力，即接收方不僅可以判斷數(shù)據(jù)塊是否有錯(cuò)，而且還可

以知道錯(cuò)誤的位置，只要將相應(yīng)位置取反即能獲得正確的數(shù)據(jù)；

海明距離：兩個(gè)碼字的對(duì)應(yīng)比特取不同的比特?cái)?shù)

編碼集的海明距離：一個(gè)有效編碼集中，任意兩個(gè)碼字的海明距離的最小值。