第3章 通信接口和數(shù)據(jù)鏈路控制
本章介紹了OIS/RM開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型中的最底層物理層、數(shù)據(jù)鏈路層及部分網(wǎng)絡(luò)層所應(yīng)用的有關(guān)協(xié)議和技術(shù)。重點(diǎn)掌握數(shù)據(jù)通信基本過(guò)程及數(shù)據(jù)通信接口。難點(diǎn)是理解數(shù)據(jù)鏈路控制概念。本章的“數(shù)據(jù)鏈路控制”考核要求為“領(lǐng)會(huì)”層次。
1、數(shù)據(jù)通信接口
數(shù)據(jù)傳輸和交換的基本過(guò)程:數(shù)據(jù)從發(fā)送端出發(fā)到數(shù)據(jù)被接收端接收的整個(gè)過(guò)程稱為傳輸過(guò)程。每次傳輸包含兩個(gè)內(nèi)容,即通信控制和傳輸數(shù)據(jù)。通信控制主要執(zhí)行各種輔助操作。數(shù)據(jù)傳輸常劃分五個(gè)階段:a、建立通信線路。 b、建立數(shù)據(jù)傳輸鏈路。c、傳送通信控制信號(hào)和傳送數(shù)據(jù)。d、數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束。e、由通信雙方之一通知交換網(wǎng)絡(luò),通信結(jié)束,切斷數(shù)據(jù)傳輸鏈路。(采用專線通信時(shí),第a,e兩個(gè)階段可省略。)
數(shù)據(jù)鏈路層的任務(wù)是向較高層提供相鄰節(jié)點(diǎn)間可靠的基本無(wú)差錯(cuò)的數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議是數(shù)據(jù)通信控制規(guī)程。物理層的任務(wù)是將用二進(jìn)制位表示的信息轉(zhuǎn)化為可在實(shí)際線路上傳輸?shù)奈锢憩F(xiàn)象。
兩個(gè)直聯(lián)的站點(diǎn)之間進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)通訊所必須的條件:a、幀同步。b、流量控制。c、錯(cuò)誤控制。d、尋址。e、在鏈路上同時(shí)傳輸控制和數(shù)據(jù)信息。f、連接管理。
異步傳輸:數(shù)據(jù)以字符為傳輸單位,字符發(fā)送時(shí)間是異步的,即后一字符的發(fā)送時(shí)間與前一字符的發(fā)送時(shí)間無(wú)關(guān)。時(shí)序或同步僅在每個(gè)字符的范圍內(nèi)是必須的,接收機(jī)可以在每個(gè)新字符開(kāi)始是抓住再同步的機(jī)會(huì)。同步傳輸:以比特塊為單位進(jìn)行傳輸,發(fā)送器與接收機(jī)之間通過(guò)專門的時(shí)鐘線路或把同步信號(hào)嵌入數(shù)字信號(hào)進(jìn)行同步。異步傳輸需要至少20%以上的開(kāi)銷,同步傳輸效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)比異步傳輸高。常用的同步傳輸鏈路控制協(xié)議HDLC開(kāi)銷為0.6 %。
識(shí)別數(shù)據(jù)鏈路的特征是,線路拓?fù)浜桶腚p工或全雙工連接形式。線路拓?fù)涫侵競(jìng)鬏斀橘|(zhì)上工作站點(diǎn)的物理配置。半雙工:在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接中,允許數(shù)據(jù)沿兩個(gè)方向傳輸,但在每一時(shí)刻,信息只能沿一個(gè)方向傳輸。全雙工:允許在兩個(gè)方向上同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)終端設(shè)備DTE和數(shù)據(jù)線路端接設(shè)備DCE之間的接口標(biāo)準(zhǔn)特性:機(jī)械的、電氣的、功能性、過(guò)程性。常用的接口標(biāo)準(zhǔn):V.24/EIA-232-E接口(232接口),用于DTE設(shè)備與語(yǔ)音級(jí)調(diào)制解調(diào)器的連接,以利用公眾模擬遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)。使用25線進(jìn)行全雙工數(shù)據(jù)傳輸。信號(hào)地線作為全部數(shù)據(jù)線路的公共回線,因此這種傳輸是不平衡的。ISDN物理接口:使用8線平衡傳輸方式。平衡方式比不平衡方式能容忍更高的噪聲,而產(chǎn)生的噪聲卻更少。
2、數(shù)據(jù)鏈路控制(領(lǐng)會(huì))
流量控制目的:使從源點(diǎn)發(fā)出的信息流量不超過(guò)目標(biāo)結(jié)點(diǎn)的的接收能力,使從源點(diǎn)發(fā)出的信息流量不超過(guò)傳輸線路的傳輸能力。在數(shù)據(jù)鏈路層上控制的是相鄰節(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)鏈路上的流量,在傳輸層上控制的是端到端的流量。 停-等協(xié)議:是最簡(jiǎn)單的單工流量控制策略。操作過(guò)程:
· 初始時(shí),雙方的幀編號(hào)都為0。發(fā)送方維護(hù)的幀編號(hào)表明當(dāng)前所發(fā)幀的序號(hào),接收方維護(hù)的幀編號(hào)表明當(dāng)前期望接收的幀序號(hào)。
· 發(fā)送方從緩沖區(qū)中取出一個(gè)幀,加上幀編號(hào)發(fā)送。
· 接收方接收幀并校驗(yàn)。如果幀校驗(yàn)正確且?guī)幪?hào)同期望接收的幀序號(hào)相同,則將該幀存入緩沖區(qū),將接收方維護(hù)的幀編號(hào)取反,放入應(yīng)答幀;如果幀校驗(yàn)出錯(cuò)或幀編號(hào)不是當(dāng)前期望接收的幀序號(hào),則維持幀編號(hào)不變,并發(fā)回應(yīng)答幀,要求重發(fā)指定的幀。
· 發(fā)送方收到應(yīng)答幀后,如果幀編號(hào)與當(dāng)前維護(hù)的幀編號(hào)不同,則表明當(dāng)前幀已被正確接收,將發(fā)送方維護(hù)的幀編號(hào)取反,從緩沖區(qū)中取出一個(gè)新的幀,加上幀編號(hào)發(fā)送;如果應(yīng)答幀中的幀編號(hào)與當(dāng)前維護(hù)的幀編號(hào)相同或超時(shí)未收到應(yīng)答,則重發(fā)當(dāng)前編號(hào)的幀。超時(shí)時(shí)間>=(信號(hào)從發(fā)送端到接收端傳輸時(shí)間*2+接收端處理時(shí)間)
滑動(dòng)窗口協(xié)議:是異步雙工傳輸模式;靖拍睿骸鞍l(fā)送窗口”在發(fā)送端保存的一張?jiān)试S連續(xù)發(fā)送的幀的序號(hào)表。把即將發(fā)送的幀的序號(hào)稱為“發(fā)送窗口前沿”。最早發(fā)送但還未收到應(yīng)答的幀的序號(hào)稱為“發(fā)送窗口后沿”。只有其序號(hào)處于發(fā)送窗口內(nèi)的幀才能繼續(xù)發(fā)送出去。發(fā)送端可以不等待應(yīng)答而連續(xù)發(fā)送的最大幀數(shù)稱為“發(fā)送窗口的尺寸”。如果用n比特表示幀的序號(hào),則幀序號(hào)的取值范圍從0到2n-1。“接收窗口”接收方允許接收的幀的序號(hào)表,凡在接收窗口內(nèi)的幀,接收方都必處理,在接收窗口外的幀被丟棄。不管接收窗口大小如何,接收方送給上層的數(shù)據(jù)總是有序的。“捎帶應(yīng)答”:在通信中,通訊雙方在數(shù)據(jù)幀中增加一個(gè)字段,專門用來(lái)攜帶給對(duì)方的應(yīng)答信息。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。當(dāng)發(fā)送窗口和接收窗口的尺寸都為1時(shí),則蛻變?yōu)橥?等協(xié)議;當(dāng)發(fā)送窗口大于 1而接收窗口等于1時(shí),(發(fā)送窗口的尺寸不能超過(guò)2n-1),則采用出錯(cuò)全部重發(fā)協(xié)議;當(dāng)發(fā)送窗口和接收窗口都大于1時(shí),(接收窗口的尺寸不能超過(guò)2n-1),則采用選擇重發(fā)協(xié)議。
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